
?2021中考物理真題分類匯編-電功和電功率-電功率專題三-測量電功率(含答案,共14題)
一.電功率的測量實驗(共49小題)
1.(2021?資陽)小明所在實驗小組要測量小燈泡的額定功率,實驗室提供的實驗器材如下:
A.待測小燈泡一個(額定電壓2.5V,電阻約為10Ω)
B.電源一個(電壓6V)
C.電流表一個(量程0~0.6A和0~3A)
D.電壓表一個(量程0~3V和0~15V)
E.滑動變阻器R1(最大阻值10Ω,額定電流1A)
F.滑動變阻器R2(最大阻值50Ω,額定電流0.5A)
G.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干
(1)實驗前選擇實驗器材時,為了實驗結(jié)果盡可能準(zhǔn)確,小明他們應(yīng)該選用的滑動變阻器是 ?。ㄟx填儀器前的字母代號)。
(2)經(jīng)過討論,實驗小組設(shè)計了圖甲所示的實驗電路,并根據(jù)圖甲完成了部分實驗器材的連接,如圖乙所示;請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實物電路連接完整。
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電壓表無示數(shù),但電流表有示數(shù),造成這一現(xiàn)象的原因可能是 。
(4)排除故障后重新開始實驗,閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器滑片使電壓表讀數(shù)U=2.5V、小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖丙所示,則可以求得小燈泡的額定功率P0= W。
(5)在沒有電壓表、只有電流表的情況下,能否測出小燈泡額定功率呢?實驗小組經(jīng)過討論,設(shè)計了如圖丁所示的實驗電路,他們向?qū)嶒灷蠋熞艘恢籖0=5Ω的定值電阻,并利用原有器材,進行了如下實驗操作:
①按照圖丁所示電路圖正確連接實物電路;
②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)I1= A時,小燈泡正常發(fā)光;
③斷開開關(guān),保持 不變,將電流表改接在小燈泡所在支路中,再閉合開關(guān)S,讀出電流表示數(shù)I2;
④寫出小燈泡額定功率的測量式:P0= (用I1、I2、R0等字母表示)。
2.(2021?陜西)如圖1是“測量小燈泡電功率”的實驗電路圖,電源電壓恒定不變,小燈泡的額定電壓為2.5V.
(1)本實驗中測量小燈泡電功率的實驗原理是 。
(2)閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)移至 (選填“a”或“b”)端.如圖2為根據(jù)電路圖所連接的實物電路,其中有一根導(dǎo)線連接不合理,請你在這根導(dǎo)線上畫“×”并改正。
(3)連接好電路,閉合開關(guān)后,無論怎樣移動滑片P,小燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),電壓表示數(shù)接近電源電壓,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是小燈泡 。
排除故障后進行實驗,并將實驗數(shù)據(jù)記錄在如表中。
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
1
1.5
0.28
2
2.5
3
3.0
0.38
(4)移動滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖3所示為 A。
(5)分析實驗數(shù)據(jù),小燈泡的額定功率為 W。當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時,小燈泡的亮度比正常發(fā)光時 。
3.(2021?黃岡)在測量小燈泡電功率的實驗中,電源電壓為6V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)圖甲是某小組連接的電路,其中有一根多余的導(dǎo)線,導(dǎo)致電路連接錯誤,請在這根導(dǎo)線上打“×”。
(2)拆除多余的導(dǎo)線后,正確操作,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 W。
(3)圖丙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的通過小燈泡的電流I與其兩端電壓U的關(guān)系圖像,分析圖像可知,當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.5V時,小燈泡的電阻為 Ω;當(dāng)小燈泡兩端電壓升高時,其電阻的變化情況是 ?。ㄟx填正確選項前的字母)。
A.保持不變
B.逐漸減小
C.逐漸增大
4.(2021?天門)小紅同學(xué)用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率。小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)連接電路前,開關(guān)應(yīng) ??;
(2)圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在該導(dǎo)線上打“×”,并用筆重新畫一根正確連接的導(dǎo)線;(要求R的滑片向A端移動時接入電路中的電阻變大,導(dǎo)線不得交叉)
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電路 (選填“一定”或“不一定”)出現(xiàn)了故障;
(4)實驗過程中,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.8V時,為了測量小燈泡的額定功率,需將滑片向 ?。ㄟx填“A”或“B”)端移動,此過程中小燈泡明顯變 ??;
(5)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)繪制成I﹣U圖像(如圖乙),得出小燈泡的額定功率為 W。分析圖像還發(fā)現(xiàn),小燈泡的電阻值是變化的,主要受 影響。
5.(2021?威海)小紅和小明進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗,實驗室提供的器材有:不同規(guī)格的小燈泡和滑動變阻器、1.5V的干電池(若干)和其他常用器材。
(1)圖甲是小紅進行實驗的實物電路圖,小燈泡額定電壓為3.8V,滑動變阻器的規(guī)格為“10Ω 1A”,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的電路連接完整,使閉合開關(guān)時滑動變阻器連入電路的阻值最大。
(2)連接好電路之后,閉合開關(guān),移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光,小紅猜想可能的原因:①小燈泡的燈絲斷了;②小燈泡短路;③滑動變阻器斷路。她再觀察,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,由此可判斷猜想 是錯誤的;又進一步觀察到電壓表有示數(shù),最終確定猜想 是正確的。(兩空均選填“①”、“②”或“③”)
(3)排除故障后,小紅移動滑片,使電壓表的示數(shù)達到小燈泡的額定電壓,此時電流表的指針如圖乙所示,小燈泡的額定功率為 W。
(4)小明用小紅的實驗電路接著測量規(guī)格為“2.5V 0.3A”小燈泡的額定功率。閉合開關(guān),保證小燈泡發(fā)光的情況下,無論如何移動滑片,電壓表示數(shù)始終高于2.5V,為此必須對實驗器材進行調(diào)整,下列措施可行的是: 、 。(填字母代號)
A.換最大阻值較小的滑動變阻器
B.串聯(lián)定值電阻
C.減少電池個數(shù)
D.增加電池個數(shù)
6.(2021?鞍山)在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”。
(1)如圖甲所示,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)只有 有示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有根導(dǎo)線連接錯誤。請在錯誤導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;
(2)改正錯誤后,移動滑動變阻器的滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片適當(dāng)向 ?。ㄟx填“左”或“右”)滑動;
(3)圖丙是小燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系的圖象,根據(jù)圖象可知,小燈泡的額定功率為 W;
(4)測量小燈泡的電功率 ?。ㄟx填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,原因是 ??;
(5)在實際測量過程中,調(diào)節(jié)滑動變阻器使其接入電路中的電阻減小ΔR1,相應(yīng)的小燈泡的阻值變化ΔR2,則ΔR1 ΔR2(選填“>”、“<”或“=”);
(6)實驗結(jié)束后,某同學(xué)設(shè)計了如圖丁的電路來測定額定電壓為3V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為9V,定值電阻R的阻值為10Ω。請幫助他完成以下實驗步驟:
①開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為 V時,燈泡正常發(fā)光;
②保持滑片位置不動,開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,此時電壓表示數(shù)為4V;再將滑動變阻器的滑片移至最 (選填“左”或“右”)端,此時電壓表示數(shù)為7V;
③小燈泡的額定功率為P額= W。
7.(2021?黔西南州)用如圖所示的器材“測定小燈泡電功率”。
(1)小強依照電路圖(如圖甲)、選擇了合適的電表量程連接元件,但尚未連接完整。用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的元件連接完整。
(2)閉合開關(guān)前,必須將滑動變阻器的滑片P移到 (填“a”或“b”)端。實驗時,移動滑動變阻器的滑片P,改變小燈泡兩端的 ,從而控制小燈泡的實際功率。
(3)小強觀察到小燈泡的額定電壓為2.5V,閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(4)繼續(xù)向a端移動滑動變阻器的滑片P,這時小燈泡的實際功率會 ?。ㄟx填“變大”或“變小”)。
8.(2021?淮安)用圖甲電路測量小燈泡電功率,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電流為0.2A,額定電壓小于3V。
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)。
(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整。
(3)電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),接下來應(yīng)進行的操作是 ?。ㄌ钚蛱枺?。
A.更換小燈泡
B.檢查電路是否斷路
C.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(4)問題解決后,某時刻電流表示數(shù)如圖乙所示,示數(shù)為 A。要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向 (填“左”或“右”)端移動,使電流表示數(shù)為0.2A。
(5)移動滑片P,記錄多組數(shù)據(jù),繪制成I﹣U圖像。根據(jù)圖丙所給信息,計算出小燈泡的額定功率是 W;進一步分析圖丙可知,實驗過程中小燈泡的電阻發(fā)生變化,電阻變化的主要原因是 。
(6)對實驗現(xiàn)象進一步分析可知:小燈泡的實際功率越大,小燈泡亮度越大。但某同學(xué)發(fā)現(xiàn):標(biāo)有“220V 8.5W”的LED燈與標(biāo)有“220V 60W”的普通白熾燈都正常發(fā)光時,亮度幾乎相當(dāng)。請分析造成這一現(xiàn)象的原因可能是 (填序號)。
A.兩燈的實際功率相同
B.相同時間內(nèi),電流通過兩燈做功不同
C.兩燈將電能轉(zhuǎn)化為光能的效率不同
9.(2021?德州)在“測量小燈泡額定功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實物電路連接完整,要求:滑動變阻器的滑片P向A端移動時,電流表示數(shù)變大,連線不得交叉。
(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),出現(xiàn)該狀況的原因是 。(填字母序號)
A.電流表內(nèi)部斷路了
B.燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路
C.燈泡的燈絲斷了
(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)該實驗裝置不能完成的實驗是 。(填字母序號)
A.探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律
B.探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律
C.探究電流與電壓的關(guān)系
(5)另一組的小芳在進行實驗時發(fā)現(xiàn)電流表已損壞無法使用,老師給她一個已知阻值為R0的定值電阻,同學(xué)們設(shè)計了如圖丙所示的電路,并正確測出小燈泡的額定功率,已知電源電壓不變,實驗步驟如下:
①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P使電壓表讀數(shù)為小燈泡額定電壓U額;
②閉合開關(guān)S,斷開S1,再閉合S2,保持滑動變阻器滑片P位置不動,讀出此時電壓表的示數(shù)為U;
③小燈泡額定功率的表達式P額= 。(用U額、U、R0表示)
10.(2021?鎮(zhèn)江)某小燈泡的額定電流為0.3A,圖甲是小明測量該燈泡功率的實驗電路。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將滑動變阻器連入電路,使之接入電路的阻值最大。
(2)閉合開關(guān)進行實驗時,若圖中導(dǎo)線M發(fā)生了斷路,則在調(diào)節(jié)滑片的過程中,會發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為 V、電流表的示數(shù)為 A。
(3)小明將滑片移至某處時,兩電表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的功率為 W。
(4)為測量該小燈泡的額定功率,小強設(shè)計了圖丙所示實驗電路,所用電源電壓恒定,R1、R2均為電阻箱(0~999.9Ω)。
①實驗步驟如下:
第1步;僅閉合S1,R2調(diào)至5Ω時,電流表的示數(shù)為0.3A。
第2步:僅閉合S2、R1、R2分別調(diào)至6Ω和9Ω時,電流表的示數(shù)為0.3A。
則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω,額定功率為 W。
②小強對圖丙電路及操作進行了下列調(diào)整,其中仍能完成測量的有 。
A.將R1換成導(dǎo)線
B.將R2換成導(dǎo)線
C.將R2換成適當(dāng)規(guī)格的滑動變阻器
D.在實驗操作時,先閉合的開關(guān)是S2
11.(2021?梧州)小亮在做“測量小燈泡的電功率”的實驗,所用的小燈泡額定電壓為2.5V。
(1)圖甲為小亮連接的實物電路,請你幫他補充完整:
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān)前、應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到 ?。ㄟx填“左”或“右”)端:閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是 ?。▽懗鲆环N合理情況即可);
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時,電流表示數(shù)如圖乙所示為 A,此時計算出小燈泡的實際功率為 W;
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成了U﹣I圖像如圖丙所示,根據(jù)圖像提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是 W,并可歸納出:小燈泡兩端的實際電壓越 ,實際功率越大。
(5)完成上述實驗后,小亮進一步思考,在沒有電流表的情況下,能否測量小燈泡的額定功率?他想利用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置,設(shè)計的電路圖如圖丁所示,然后調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為U額,接著保持滑片位置不變,將電壓表 點(選填“A”或“B”)的接線改接到C點,觀察并記錄電壓表示數(shù)為U,則小燈泡的額定功率可表示為P額= ?。ㄓ肦0、U額、U等物理量符號表示),所選用的定值電阻R0的阻值不得超過 Ω。
12.(2021?河池)如圖所示,在“測量小燈泡額定功率”的實驗中,備選器材有:電源(恒為6V)、小燈泡(額定電壓2.5V、阻值約8Ω)、三個滑動變阻器(A.“10Ω 1A”B.“20Ω 0.5A”、C.“50Ω 0.2A”)、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)本實驗應(yīng)選擇的滑動變阻器是 ?。ㄌ畲枺?;
(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的實驗電路補充完整(要求:滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡變亮);
(3)連接電路時,開關(guān)應(yīng)該處于 狀態(tài);
(4)閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),若電路只有一處故障,則故障原因可能是 ;
(5)排除故障后再次閉合開關(guān),移動滑片直到電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 。
(6)某同學(xué)想測阻值約50Ω的電阻R,在其它連線均不變的情況下,僅將電阻R替換小燈泡,能否測出其阻值?請說出你的理由 。
13.(2021?朝陽)利用圖中所示的電路,測量額定電壓為2.5V小燈泡的電功率。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路補充完整。要求導(dǎo)線不得交叉,滑動變阻器的滑片向左移動時,電路中的電流變大。
(2)連接電路后,閉合開關(guān),小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡都不會發(fā)光,兩電表示數(shù)均無變化。產(chǎn)生這一故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片到某一位置,小燈泡正常發(fā)光,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時通過小燈泡的電流為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片,記下了多組電壓值和電流值,如圖丙所示的圖像。根據(jù)圖像可知,小燈泡的電阻是變化的,原因是 。
(5)利用圖丁所示電路,測出額定電壓為U額的小燈泡的額定功率(定值電阻R0阻值已知,電源電壓未知)。
①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片,使電壓表的示數(shù)為U額
②保持滑動變阻器的滑片不動,斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2,讀出電壓表的示數(shù)為U1
③則小燈泡的額定功率P額= ?。ㄓ肬額、U1、R0表示)。
14.(2021?永州)在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,電路圖如圖甲所示,電源電壓為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖乙的實物圖連接完整;
(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片移到 端(選填“A”或“B”);
(3)小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,電流表的讀數(shù)為 A,小燈泡的額定功率為 W;
(4)考慮到電壓表的實際電阻對電路的影響,這樣測出的小燈泡的額定功率相比真實的額定功率 (選填“偏大”、“不變”或“偏小”)。
15.(2021?哈爾濱)某實驗小組想測量額定電流為0.3A小燈泡的額定功率,同學(xué)們設(shè)計了如下方案。
(1)實驗電路如圖甲所示,其中電源電壓為6V。
①連接電路過程中,開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)。
②如圖甲是未連接好的電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線,正確連接實物電路。(要求:滑動變阻器的滑片向右移動時,小燈泡變亮)
③測小燈泡額定功率的原理是 。調(diào)節(jié)滑片,當(dāng)電流表示數(shù)為0.26A時,看到電壓表的示數(shù)(如圖乙所示)為 V。
(2)為了測出小燈泡的額定功率,關(guān)于下一步的操作:
①小麗認為電壓表換為0~15V的量程即可測出小燈泡額定功率。愛思考的小溪說電壓表仍選0~3V量程也能測出小燈泡額定功率,請你在圖丙虛線框內(nèi)畫出小溪方案的電路圖。
②小麗和小溪誰的方案測量結(jié)果更精確?為什么?
16.(2021?宿遷)興趣小組在“測量小燈泡電功率”的實驗中,有電流表、電壓表各一個,開關(guān)、導(dǎo)線若干,電源的電壓恒為6V,小燈泡L1的額定電壓為3.8V,正常發(fā)光時電阻約為10Ω,滑動變阻器有規(guī)格為“10Ω 1.5A”的R1和規(guī)格為“20Ω 1A”的R2。
(1)為了完成實驗,選擇滑動變阻器R1等器材,進行如圖甲所示的電路連接,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整,并指出連接電路時的錯誤之處 。
(2)實驗時,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表無示數(shù)。用導(dǎo)線連接電流表兩端,燈泡發(fā)光,則故障原因是電流表 。
(3)更換新的電流表,完成測量后,小華將小燈泡L1更換為額定電壓2.5V,正常發(fā)光時阻值約為8Ω的L2。為了測量它的額定電功率,需用滑動變阻器R2替換電路中的R1,其目的是 。
(4)小明認為不用電流表,同樣能測量出燈泡L2的額定功率,設(shè)計了圖乙所示的電路,請你幫他補全實驗步驟:
①將滑動變阻器 調(diào)到最大阻值且保持不變,閉合開關(guān)S,將S1撥向觸點 ,調(diào)節(jié)另一滑動變阻器的阻值,使電壓表的示數(shù)為U額。
②再將開關(guān)S1撥向另一觸點,讀出電壓表示數(shù)為U,滑動變阻器的最大阻值分別為R1、R2。則燈泡L2的額定功率表達式為P額= 。
17.(2021?丹東)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小明設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。已知小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”,電源電壓恒為3V。
(1)小明同學(xué)連接電路后閉合開關(guān),在移動滑動變阻器滑片的過程中發(fā)現(xiàn),小燈泡變亮?xí)r電壓表示數(shù)反而減小,小燈泡變暗時電壓表示數(shù)反而增大,經(jīng)檢查所用器材均完好,你認為原因可能是 。
(2)重新正確連接好電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡額定功率為 W。
(3)接下來,小明想測量小燈泡兩端的電壓略低于額定電壓時的電功率,滑動變阻器的滑片應(yīng)向 ?。ㄟx填“A”或“B”)端調(diào)節(jié)。
(4)小明又設(shè)計了如圖丙所示的電路,測量小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器R1最大阻值為R0,小燈泡額定電壓為U額(U額小于電源電壓)。請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關(guān)S1、S3,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2滑片,使電壓表示數(shù)為U額,小燈泡正常發(fā)光。
②閉合開關(guān)S1、S2,使滑動變阻器R2滑片 (選填“保持不動”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),滑動變阻器R1滑片 ?。ㄟx填“保持不動”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),記下此時電壓表示數(shù)為U1。
③閉合開關(guān) ,滑動變阻器R2滑片 ?。ㄟx填“保持不動”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),記下此時電壓表示數(shù)為U2。
④小燈泡額定功率P額= (選用字母U1、U2、U額、R0表示)。
18.(2021?玉林)如圖甲所示,在“測量一個小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為3V。
(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的器材連接成完整的電路(要求滑動變阻器滑片P向右移動時阻值變大);
(2)連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),那么出現(xiàn)該狀況的可能原因是小燈泡發(fā)生 ?。ㄟx填“斷路”或“短路”);
(3)排除故障后,閉合開關(guān),繼續(xù)進行探究,根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制出通過小燈泡的電流I隨它兩端電壓U變化的圖像,如圖丙所示,分析可知:小燈泡的額定功率為 W;若電流表的示數(shù)如圖丁所示,其示數(shù)為 A,此時小燈泡的電阻為 Ω;
(4)若實驗室電壓表損壞,某同學(xué)用一個已知阻值為R0的定值電阻代替電壓表,并設(shè)計了如圖戊所示電路,在電源電壓保持不變情況下,也正確地測出了一個額定電流為I額的小燈泡的額定功率,其實驗步驟如下:
①閉合S1,斷開S2,移動滑動變阻器R的滑片至最左端,記下電流表的示數(shù)為I1;
②閉合S2,斷開S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片使小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I額;
③保持滑動變阻器R的滑片不動,閉合S1,斷開S2,記下電流表的示數(shù)為I2;
④則小燈泡額定功率的表達式為P額= ?。ㄓ肐額、I1、I2和R0等符號表示)。
19.(2021?營口)小剛在實驗室利用圖甲所示的實驗裝置測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率(電源電壓恒定)。實驗步驟如下:
(1)開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑片移到變阻器的 ?。ㄟx填“最左”或“最右”)端;
(2)閉合開關(guān),移動變阻器的滑片,電流表有示數(shù),而電壓表沒有示數(shù),故障的原因可能是小燈泡 (選填“短路”或“斷路”);
(3)排除故障后,移動變阻器的滑片到某一位置時,電壓表的示數(shù)為1V,此時應(yīng)將變阻器的滑片向 ?。ㄟx填“左”或“右”)滑動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電流值為 A,小燈泡的額定功率為 W。
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像,如圖丙所示,該圖像不是直線的原因是 。實驗中小燈泡隨著它兩端電壓的增大而逐漸變亮,是因為小燈泡的亮度是由它的 決定的。
(5)小剛又設(shè)計了如圖丁所示的電路,測出了只標(biāo)有額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率。電源電壓恒定,變阻器R1的最大阻值為10Ω,實驗操作如下:
①閉合S1,斷開S2,移動變阻器R1的滑片,使電流表的示數(shù)為0.3A;
②閉合S2,斷開S1,保持變阻器R1的滑片位置不動,移動變阻器R2的滑片,使電流表的示數(shù)仍為0.3A;
③ ,將變阻器R1的滑片移到最左端,電流表的示數(shù)為0.6A,再將變阻器R1的滑片移到最右端,電流表的示數(shù)為0.2A;
④小燈泡的額定功率為 W。
20.(2021?煙臺)為了測量小燈泡的電功率及觀察小燈泡的亮度變化情況,某小組選用了一只額定電壓為3.8V的小燈泡,他們準(zhǔn)備進行三次測量,加在小燈泡兩端的電壓分別為3.8V、4.5V和3V,連接的實物電路圖如圖所示。
電壓表
示數(shù)(V)
電流表
示數(shù)(A)
小燈泡的
實際功率(W)
小燈泡的
發(fā)光情況
3.8
0.40
正常發(fā)光
4.5
0.42
1.89
較亮
3.0
0.38
1.14
較暗
(1)開始實驗后,閉合開關(guān),向左移動滑動變阻器的滑片時,發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度 ?。ㄟx填“變亮”、“變暗”或“不變”),電流表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) ?。ê髢蓚€空均選填“變大”、“變小”或“不變”);
(2)小組成員根據(jù)觀察到的現(xiàn)象檢查發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的連線;
(3)正確連接電路后開始實驗,實驗所測數(shù)據(jù)如上表所示,則小燈泡的額定功率為 W;
(4)根據(jù)上表的實驗數(shù)據(jù)以及小燈泡的發(fā)光情況,你有什么發(fā)現(xiàn)?
21.(2021?婁底)小明用如圖甲所示電路來測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率(部分實驗器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)明)。
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng) ??;
(2)實驗中,小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,兩電表指針始終處于圖乙所示位置,可能是小燈泡出現(xiàn)了 (選填“短路”或“斷路”)故障;
(3)故障排除后,小明移動滑動變阻器的滑片,記錄電表的數(shù)據(jù),得到小燈泡U﹣I圖象如圖丙所示,則小燈泡的額定功率是 ?。?br />
(4)實驗中電壓表意外損壞,小明決定用阻值較大的定值電阻(阻值為R0)和兩個電流表,按如圖丁所示電路完成實驗?,F(xiàn)測得電流表A1和電流表A2的示數(shù)分別為I1和I2,可求得小燈泡的實際功率為 。
22.(2021?眉山)在測量額定電壓為2.5V小燈泡額定功率的實驗中,電源電壓恒定不變。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中電路連接完整,要求實驗時向右移動滑片P小燈泡亮度變暗。
(2)實驗過程中,某小組的同學(xué)將所測得相關(guān)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄如表:
物理量
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
燈泡亮度
燈泡實際電功率P/W
燈泡電功率的平均值P/W
1
0.5
0.18
不亮
P1
P=P1+P2+P3+P4+P55
2
1
0.2
發(fā)暗光
P2
3
2
0.3
發(fā)較亮光
P3
4
2.5
0.32
正常發(fā)光
P4
5
2.8
0.34
發(fā)光強烈
P5
①小燈泡的額定功率為 W。
②表格中有一處設(shè)計不合理,請指出不合理的設(shè)計是 ??;
③分析表中數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)燈絲電阻跟 有關(guān)。
(3)測量額定電壓為U0的小燈泡額定功率,物理科代表設(shè)計了圖乙所示的電路(R0為已知的定值電阻,R為滑動變阻器)。
①斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,移動滑動變阻器滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為 時,小燈泡恰好正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P位置不變,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,記下電流表示數(shù)為I;
③推導(dǎo)出小燈泡L的額定功率表達式P額= ?。ㄓ梦锢砹縐0、R0和I表示)。
23.(2021?恩施州)某同學(xué)做測定小燈泡的電功率實驗時,用三節(jié)干電池供電,燈泡額定電壓為2.5V。
(1)根據(jù)實際情況,電壓表的量程應(yīng)選擇 (選填“0﹣3V”或“0﹣15V”),請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲電路連接完整;
(2)按照原理圖連接好電路,如果使用了舊燈泡(燈絲已燒斷且不知曉),閉合開關(guān)準(zhǔn)備繼續(xù)實驗,這樣操作很容易造成 損壞,為避免此事故發(fā)生,可以采用的辦法是 ;
(3)更換燈泡后,調(diào)節(jié)電路使燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為 W。
24.(2021?鐵嶺)測量小燈泡電功率。
(1)小明在測量額定電壓為2.5V小燈泡L1電功率時,選擇了電壓恒定的電源、滑動變阻器、電壓表和電流表等器材,設(shè)計了如圖甲所示的電路。
①圖甲中有一根導(dǎo)線尚未連接,請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補充完整。正確連接電路后,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至最 (填“左”或“右”)端。閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針均不發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電路出現(xiàn)的故障可能是滑動變阻器 。
②排除故障閉合開關(guān),適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)使滑動變阻器連入電路的阻值 ?。ㄌ睢白兇蟆被颉白冃 保?。小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖丙所示為 A,小燈泡的額定功率為 W。
③繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,多次實驗,小明發(fā)現(xiàn)燈的電阻是隨功率變化的,當(dāng)小燈泡的電阻為8Ω時,小燈泡的實際功率 ?。ㄌ睢按笥凇薄ⅰ靶∮凇被颉暗扔凇保╊~定功率。
(2)小明設(shè)計了如圖丁所示的電路,用一個電壓表或電流表,測量額定電壓為U額的小燈泡L2額定功率,已知定值電阻的阻值為R0、電源電壓未知。請你完成下面的步驟。
①將 ?。ㄌ睢半妷罕聿⒙?lián)在ab間”、“電流表串聯(lián)在a點”或“電流表串聯(lián)在b點”),只閉合開關(guān)S和S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電表的示數(shù)為 ,燈泡正常發(fā)光;
②只閉合開關(guān)S和S2,變阻器滑片位置 (填“保持不動”、“向右移動”或“向左移動”),讀出電表的示數(shù)U或者是I;
③小燈泡L2的額定功率表達式為:P額= 。
25.(2021?大慶)某電學(xué)實驗小組設(shè)計了以下幾組實驗:
(1)實驗一:利用圖1電路來探究電流與電阻的關(guān)系,實驗中控制電壓表示數(shù)為U0不變。
①開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于圖中最 ?。ㄟx填“左”或“右”)端;將電阻箱調(diào)至某阻值,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器時,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終為零而電流表示數(shù)有明顯變化,經(jīng)檢查是由于 被短路而造成的;
②排除故障后,調(diào)節(jié)電阻箱阻值R,進行多次實驗,得到I與1R關(guān)系如圖2所示,U0= V。
(2)實驗二:將圖1中電阻箱換成標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡,實驗得到圖3所示I﹣U圖象,則小燈泡的額定功率為 W;當(dāng)通過小燈泡的電流為0.4A時,小燈泡的電阻為 Ω。
(3)實驗三:利用圖4所示電路再次測量實驗二所測小燈泡的額定功率,已知電源電壓恒為10V,定值電阻R0=5Ω。調(diào)節(jié)變阻器滑片,使電流表A2的示數(shù)為 A時,讀出電流表A1的示數(shù),即可算出小燈泡的額定功率。為了確保實驗安全,滑動變阻器應(yīng)選R1“10Ω 1.2A”和R2“50Ω 0.8A”兩種規(guī)格中的 (選填“R1”或“R2”)。
26.(2021?齊齊哈爾)小君在做“測量定值電阻Rx的阻值”的實驗時,老師為他提供的器材有:電源、未知阻值的定值電阻Rx、符合實驗要求的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線,圖乙是沒有連接完整的實物電路圖。
(1)請根據(jù)圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線將實物電路圖(圖乙)連接完整(要求:向右移動滑動變阻器的滑片P時電流表示數(shù)變小;導(dǎo)線不交叉)。
(2)在連接電路時,開關(guān)必須 ??;實驗前,為了保護電路,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于 端(選填“A”或“B”)。
(3)閉合開關(guān)后,無論怎樣移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表始終無示數(shù),電壓表有示數(shù),其原因可能是 。
A.滑動變阻器斷路
B.定值電阻斷路
C.定值電阻短路
(4)排除故障后,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)如圖丙所示,則定值電阻的阻值為 Ω,定值電阻的電功率為 W。
(5)完成上述實驗后,小君同學(xué)又想測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率,但發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞,于是他又找來了兩個開關(guān)和一個阻值為R0的定值電阻,設(shè)計了如圖丁所示的電路。已知電源電壓恒為U(U>U額),請你完成下面的實驗步驟。
①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為 ??;
②閉合開關(guān) ,斷開開關(guān) ?。ㄌ顚慡、S1、S2),保持滑動變阻器的滑片不動,讀出電壓表示數(shù)為U1;
③小燈泡額定功率的表達式為P額= 。
27.(2021?黔東南州)如圖所示,小明在做“測量小燈泡電功率”的實驗。實驗室有如下器材:電源(設(shè)電壓恒為6V不變)、小燈泡(額定電壓為2.5V,燈絲的電阻約為10Ω)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個,規(guī)格分別為R1“10Ω 1A”和R2“30Ω 0.5A”的滑動變阻器各一個,導(dǎo)線若干。
(1)連接電路時,小明應(yīng)選用規(guī)格為 ?。ㄟx填“R1”、“R2”)的滑動變阻器。
(2)連接好電路后,閉合開關(guān)前,在甲圖中滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于 端(選填“A”或“B”);
閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則故障原因可能是小燈泡發(fā)生 (選填“短路”或“斷路”)。
(3)排除故障,閉合開關(guān),移動滑片P到某位置時,電壓表的示數(shù)為2.2V,若想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向 ?。ㄟx填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為 V;通過實驗,小燈泡的U﹣I圖像如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(4)由圖乙可知,小燈泡燈絲電阻大小的變化可能與 有關(guān)。
28.(2021?十堰)小華利用如圖甲所示的電路測量額定電壓為3.8V的小燈泡的額定功率。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實物圖連接完整(要求滑動變阻器滑片向右移動時燈泡變亮)。
(2)小華在連接電路最后一根導(dǎo)線時燈泡立即發(fā)光,則她連接電路時存在的錯誤是 。
(3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 W。實際測量時,電壓表有示數(shù)時內(nèi)部有微弱的電流通過,若考慮這個微弱電流的影響,則所測小燈泡的額定功率偏 。
(4)小明想利用小華的實驗器材測量一未知電阻Rx的阻值,發(fā)現(xiàn)電流表損壞,善于動腦的小明認真思考后,利用小華實驗中小燈泡的額定電壓U額和測得的額定電流I額,設(shè)計如圖丙所示電路,測出Rx的阻值,請你幫助小明補全實驗步驟。
①先閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為 ?。?br />
②再斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,保持滑動變阻器滑片位置不變,讀出此時電壓表示數(shù)為U;
③待測電阻Rx= ?。ㄓ盟鶞y物理量和已知物理量符號表示)
29.(2021?山西)“圓夢”學(xué)習(xí)小組在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉)。(其他接法合理即可)
(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針不動。但用手按住開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針擺動,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 。
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是 W。
(4)小組的同學(xué)在實驗中又測出了幾組數(shù)據(jù),請你幫他們設(shè)計一個實驗記錄表格。
30.(2021?南京)有一個阻值未知的定值電阻Rx(阻值6Ω~10Ω)和一個標(biāo)有“0.3A”字樣的小燈泡(阻值約為10Ω),要求測出Rx的阻值和小燈泡的額定功率。
(1)圖甲是小明用伏安法測量Rx阻值的實物電路,電源電壓恒為3V,滑動變阻器規(guī)格是“10Ω 2A”。
①甲圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在該導(dǎo)線上畫“×”,并在圖上改正(所畫的導(dǎo)線不能交叉)。
②改正電路后,正確操作,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.8V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則Rx阻值為 Ω。
(2)小華利用圖丙所示實物電路測出了小燈泡的額定功率。電阻箱R0的規(guī)格是“0~999.9Ω”,電源電壓約為6V。請在空白處填上適當(dāng)內(nèi)容。
①斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器,直到 ,記下此時電阻箱的阻值。
②斷開S1,在M、N間接入一個元件后,正確操作可以完成測量任務(wù)。以下四個元件:
a.一根導(dǎo)線;
b.5Ω電阻;
c.30Ω電阻;
d.電阻箱。
其中符合要求的有 ?。ㄌ钭帜福?,操作過程中, ?。ㄟx填“需要”或“不需要”)調(diào)節(jié)滑動變阻器。
31.(2021?濰坊)現(xiàn)有下列實驗器材:
①額定電壓為2.5V的小燈泡;
②電壓約為6V的直流電源;
③量程為6V的電壓表;
④最大阻值為99.99Ω的電阻箱R;
⑤開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干。
要測量小燈泡的額定功率,請將下列實驗步驟補充完整。
(1)按電路圖甲將圖乙所示的實物圖連接完整。
(2)先將電阻箱阻值調(diào)到 ?。ㄟx填“最大”、“最小”或“任意值”)再閉合開關(guān)S1;
(3)將S2擲向a,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表示數(shù)U1=2.5V,再將S2擲向b,電壓表示數(shù)U2及電阻箱示數(shù)R如圖丙所示,U2= V,R= Ω,則該小燈泡的額定功率為 W。
32.(2021?廣西)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,電源電壓有4V、6V、8V、10V、12V可選,待測小燈泡標(biāo)有“6V”字樣。小華按圖甲連接電路,再將電壓表接入電路。
序號
電壓表示數(shù)U/V
電流表示數(shù)I/A
小燈泡功率P/W
1
1.6
0.30
/
2
0.42
/
3
4.0
0.53
/
(1)本實驗的實驗原理是 。
(2)實驗前應(yīng)將滑動變阻器R1的滑片P置于 ?。ㄟx填“A”或“B”)端。
(3)小華檢查電路連接無誤后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,接下來應(yīng)該觀察的是 。
(4)排除故障后,小華閉合開關(guān)S,將電壓表和電流表示數(shù)記錄在如表的序號1中。接著,先后將滑片P移到R1中間某處及另一端,將相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)分別記錄在如表序號2、3中。
①序號2數(shù)據(jù)中,電壓表示數(shù)如圖1乙所示,為 V;
②分析數(shù)據(jù)可知,實驗中小華將電壓表接在 ?。ㄟx填“小燈泡”或“R1”)兩端;
③小華發(fā)現(xiàn)這樣是無法測定小燈泡的額定功率的,于是將電源電壓調(diào)至8V,但由于忘記調(diào)換電流表量程,導(dǎo)致電流表被燒壞。經(jīng)思考,他再找來一個滑動變阻器R2和兩個開關(guān),重新設(shè)計實驗方案如圖2所示,操作如下:
a.調(diào)節(jié)電源電壓
b.將R1、R2滑片置于阻值最大處,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,移動R2滑片,使小燈泡正常發(fā)光;
c.保持R1、R2滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,此時電壓表示數(shù)為5V;則電源電壓為 V,小燈泡的額定功率為 W。
33.(2021?廣安)某物理實驗小組在“測量小燈泡電功率”的實驗中,選用器材連接了如圖甲所示的電路,其中電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V(燈絲電阻約為10Ω),電流表有“0~0.6A”、“0~3A”兩個量程,電壓表有“0~3V”、“0~15V”兩個量程。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖甲實物電路的連接,注意導(dǎo)線不能交叉。
(2)實驗小組閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表和電壓表均無示數(shù),若電路中僅有一處故障,則故障原因不可能是 。
A.電流表斷路
B.小燈泡斷路
C.滑動變阻器斷路
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,觀察兩電表示數(shù),記錄數(shù)據(jù)。實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的U﹣I圖象如圖乙所示,根據(jù)圖象可計算出小燈泡的額定功率是 W。
(4)實驗小組發(fā)現(xiàn)小燈泡的U﹣I圖象不是一條直線,原因是小燈泡的電阻隨 變化而變化。
34.(2021?蘇州)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V,電源電壓為4.5V。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整;
(2)連接好電路閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,檢查電路發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù),則接下來的操作應(yīng)是 ?。?br />
(3)問題解決后,移動滑動變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.3V時,為了讓燈泡正常發(fā)光,此時應(yīng)將滑片向 ?。ㄗ?右)側(cè)移動;
(4)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡額定功率為 W;
(5)下表是實驗中測量的幾組數(shù)據(jù),其中一個電流數(shù)據(jù)有誤,此數(shù)據(jù)為 。
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
(6)要完成上述表中數(shù)據(jù)測量,實驗中滑動變阻器的總阻值至少為 Ω;
(7)小明打算只利用兩電表中的電流表來測量小燈泡的額定功率。他增加了一個阻值為10Ω的定值電阻R0和兩個開關(guān)。設(shè)計了如圖丙所示電路,請將電阻R0、電流表和燈泡的符號填入虛線框中使其能完成實驗。
35.(2021?杭州)小金利用如圖甲所示的電路來測量小燈泡的額定功率。小燈泡額定電壓為2.5V,電源電壓恒定。
(1)依據(jù)圖甲,請在答題卷上用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實物圖補充完整。
(2)小金正確連接實物電路,閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片至某位置時,電壓表示數(shù)如圖丙所示,此時燈泡兩端電壓為 V。接下來調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向 ?。ㄟx填“A”或“B”)端移動,直至小燈泡正常發(fā)光。
36.(2021?長沙)實驗室有兩種不同規(guī)格的燈泡,它們的額定電流均為0.3A,額定電壓分別為3V和2.5V,在某次測量小燈泡電功率的實驗時,老師發(fā)現(xiàn)實驗室有兩個燈泡上額定電壓的字樣均模糊不清,老師要小偉和小雪通過實驗分辨出這兩個小燈泡。
(1)小偉將一個燈泡連接好如圖甲所示的電路,正準(zhǔn)備閉合開關(guān),小雪指出他的電路有一處不妥,請指出電路中的不妥之處: ;
(2)改正錯誤后,小偉閉合開關(guān)移動滑片,使電流表的示數(shù)為0.3A,電壓表的示數(shù)如乙圖所示,則這個小燈泡的額定功率為 W;
(3)小偉準(zhǔn)備用相同的方法分辨另一個小燈泡,而小雪采取了丙圖所示的方法分辨這兩個小燈泡,閉合開關(guān)后,她調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為0.3A,這時她發(fā)現(xiàn)L1比L2更亮一些,則L1的額定電壓為 V。
37.(2021?常德)小明利用如圖甲所示電路測量小燈泡的功率,被測小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω左右,實驗室有如下器材:電源(U=6V),電流表(0~0.6A,0~3A),電壓表(0~3V,0~15V),滑動變阻器、電阻箱各一只,單刀單擲、單刀雙擲開關(guān)各一個,導(dǎo)線若干。
(1)圖甲是小明剛連好的實物圖,實驗前小華幫他檢查了一遍,發(fā)現(xiàn)有兩處不合實驗規(guī)范。
請你指出來:① ??;② 。
(2)完善電路后,閉合開關(guān),小明改變滑動變阻器的阻值測量出了5組數(shù)據(jù),并描點畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖像,如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(3)實驗中所使用的滑動變阻器的規(guī)格可能為 。
A.10Ω 3A
B.30Ω 1A
C.60Ω 1A
(4)在實驗過程中,電壓表發(fā)生故障,若已知燈的額定電流為I額,小明和小華增加一只電阻箱和一個單刀雙擲開關(guān)設(shè)計出了丙、丁兩種電路圖,則能測出小燈泡額定電功率的是 。
38.(2021?天水)小王用如圖甲所示的實驗裝置測量額定電壓為2.5V的小燈泡電功率時,電源電壓為3V,若所用器材均能滿足實驗需要。
(1)用筆畫線替代導(dǎo)線,將實物電路連接完整:
(2)連接電路時,開關(guān)要 (選填“斷開”或“閉合”);滑動變阻器滑片應(yīng)該移到連入電路阻值 位置;
(3)實驗過程中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時小燈泡正常發(fā)光,由圖乙可知,此時電流表的示數(shù)為 A,小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω,小燈泡的額定功率為 W;
(4)小王受此實驗啟發(fā),想測定電動自行車上用作照明的LED(發(fā)光二極管)額定功率。在老師的幫助下通過實驗得到該LED的I﹣U圖象如圖丙所示。由圖象可知LED燈的電阻隨電壓的增大而 ?。ㄟx填“增大”、“不變”或“減小”)。查閱資料知道該LED的額定電壓為3V,結(jié)合圖象可得該LED的額定功率為 W。
39.(2021?江西)【實驗名稱】測量小燈泡的電功率
【實驗器材】額定電壓為2.5V的小燈泡(電阻約10Ω)、電壓為6V的電源、電流表、電壓表、滑動變阻器(50Ω 5A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
【實驗步驟】
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的電路連接完整(要求:滑動變阻器連入電路時阻值最大);
(2)電路連接時開關(guān)應(yīng) 。小明同學(xué)檢查電路無誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮但電流表和電壓表均有較小的示數(shù),接下來他應(yīng)該 ??;
(3)小明同學(xué)進行實驗得到部分實驗數(shù)據(jù)如表,則小燈泡的額定功率為 W;當(dāng)小燈泡兩端電壓為1.5V時,小燈泡的亮度 ?。ㄟx填“正常”、“較暗”或“較亮”)。
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
小燈泡亮度
電功率P/W
1
2.5
0.30
2
1.5
0.22
3
3.0
0.32
【拓展】好學(xué)的小明同學(xué)又向老師要了一個R0=20Ω的定值電阻,用來替換電路中的電流表。替換后電路如圖乙所示,并設(shè)計下列方案測量小燈泡的額定功率。
(1)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓;
(2)保持滑片位置不變,電壓表所接的b接點不動,只斷開a接點,改接到c接點上,測定值電阻R0兩端的電壓U0;
(3)計算小燈泡的額定功率。
仔細分析發(fā)現(xiàn)此方案無法測出小燈泡的額定功率,其原因是:① ;② 。
40.(2021?連云港)在“測定額定電壓為2.5V小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓保持不變。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1中的實物電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉)。
(2)實驗時,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),則故障可能是 。
(3)故障排除后,閉合開關(guān),將滑動變阻器滑片P移至某處時,電壓表示數(shù)如圖甲所示,若想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動變阻器滑片P向 端(選填“左”或“右”)移動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V。此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(4)在該實驗結(jié)束后,將小燈泡換成一個定值電阻,還可探究 的關(guān)系(選填“A”或“B”)。
A.電流與電阻
B.電流與電壓
41.(2021?南充)如圖所示,某同學(xué)計劃利用甲圖所示的器材測量小燈泡的電功率,已知小燈泡的額定電壓是2.5V。
(1)實驗中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在連接錯誤的導(dǎo)線上畫“×”并用筆劃線代替導(dǎo)線完成電路的正確連接。
(2)閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片位置應(yīng)放在 端(選填“A”或“B”)。
(3)實驗數(shù)據(jù)如下表所示,在完成第1次實驗后,若還需測量小燈泡的額定功率,需將滑動變阻器滑片向 端移動(選填“A”或“B”),直到電壓表示數(shù)為2.5V,若此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
實驗次數(shù)
電壓
電流
電功率
燈泡亮暗情況
1
2.0V
0.28A
0.56W
較暗
2
2.5V
正常發(fā)光
3
2.8V
0.34A
0.95W
較亮
(4)小明對數(shù)據(jù)分析后認為還可以得出通過燈泡的電流和燈泡兩端電壓成正比的結(jié)論。這種說法 ?。ㄟx填“正確”或“錯誤”),理由是 。
42.(2021?紹興)在“測量小燈泡的功率”實驗中,電源為2節(jié)干電池,小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)按圖甲方式連接好電路,小敏剛要閉合開關(guān)時,同組同學(xué)提醒他的操作有一個不妥之處,請你幫他指出: 。
(2)閉合開關(guān)后,無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器,小敏發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光,電壓表示數(shù)接近于3V保持不變,電流表示數(shù)始終為零,則故障原因可能是 。
(3)排除故障后,小敏閉合開關(guān)進行實驗,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(4)實驗結(jié)束后,小組同學(xué)對測量結(jié)果進行誤差分析,考慮到電壓表中也有電流通過,該電路所測小燈泡的額定功率與真實值相比 (選填“偏大”或“偏小”)。
43.(2021?重慶)小楊同學(xué)找到一盞標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡,其額定電功率已模糊不清。她選用如圖所示器材測量額定電功率,電源電壓恒為9V。
(1)圖甲所示的實驗電路有2段導(dǎo)線未連接,請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補畫完整(要求:連線不交叉,滑片P向A端移動時燈泡發(fā)光變亮)。
(2)小楊連接電路并檢查后。將滑動變阻器的電阻調(diào)到最大,再閉合 ,緩慢移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化但電壓表無示數(shù),此故障的原因可能是燈泡 ?。ㄟx填“短路”或“斷路”)。
(3)排除故障后,眼睛注視著電壓表和燈泡,移動滑片P逐次改變小燈泡兩端的電壓,并將測得的數(shù)據(jù)記錄在表中。當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時應(yīng)向 (選填“A”或“B”)端移動滑片P;當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時電流表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定電功率為 W;細心的小楊通過分析數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)通過小燈泡的電流與兩端的電壓不成正比,其原因可能是 。
數(shù)據(jù)序號
1
2
3
4
5
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.16
0.20
0.22
0.25
(4)同組的小會同學(xué)在此基礎(chǔ)上繼續(xù)探究電流跟電阻的關(guān)系,她又增加了五個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻,其余器材不變。用定值電阻分別更換圖甲中的小燈泡,通過實驗得到如圖丙所示的電流隨定值電阻變化的圖像,則實驗中所用滑動變阻器的最大阻值至少是 ?。ㄟx填下列選項前的字母)。
A.20Ω
B.50Ω
C.100Ω
D.200Ω
44.(2021?濟寧)小明在測量小燈泡電功率的實驗中,選用的電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為5Ω。
(1)閉合開關(guān)前,圖甲中滑動變阻器的滑片應(yīng)位于 (選填“A”或“B”)端。
(2)閉合開關(guān),滑片移動到某位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要獲得小燈泡的額定功率的數(shù)據(jù),滑片應(yīng)向 ?。ㄟx填“A”或“B”)端移動。
(3)改變滑片的位置,獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值,繪制了如圖1所示的I﹣U圖像。由圖像可知,小燈泡的額定功率P額= W,小燈泡的電阻與其兩端電壓變化的規(guī)律: 。
(4)小明打算增加個阻值為R0的電阻,用圖2所示的電路測量小燈泡的電功率。閉合開關(guān)S、S1,移動滑片P使電壓表的示數(shù)為U1;保持滑片P位置不動,只斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,記下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡的電功率為 。(用已知字母表示)
45.(2021?重慶)小兵同學(xué)通過實驗測量燈泡L1、L2的額定功率,L1、L2分別標(biāo)有“2.5V”和“3.8V”字樣,電源電壓恒為6V,電壓表只有0~3V量程可以用。
(1)如圖甲所示,是小兵設(shè)計的測L1額定功率的實驗電路圖,請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實物電路的連接(要求滑片向A端移動燈泡變亮)。
(2)連好電路后,按實驗規(guī)范操作,先把滑動變阻器的滑片P移到 (選填“A”或“B”)端,然后閉合開關(guān)S,小兵發(fā)現(xiàn)L1不發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則電路的故障可能是L1 ?。ㄟx填“斷路”或“短路”)。
(3)排除故障后,按實驗規(guī)范操作,剛閉合開關(guān)S時,電壓表示數(shù)為1V,電流表示數(shù)如圖丙所示,讀數(shù)為 A,滑動變阻器的最大阻值為 Ω;調(diào)節(jié)滑片P得到如表中的數(shù)據(jù),L1的額定功率為 W。
實驗次數(shù)
1
2
3
電壓(V)
1.0
2.5
2.8
電流(A)
0.30
0.32
(4)小兵在原電路中用L2替換L1開始測量L2的額定功率,按實驗規(guī)范操作,剛閉合開關(guān)S時,電壓表示數(shù)為1.5V,接著小兵發(fā)現(xiàn)該電路無法完成測量,于是設(shè)計了一個新方案:把電壓表改接到滑動變阻器兩端,只需調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為 V,L2就會正常發(fā)光。
(5)小兵根據(jù)新方案連好電路,按實驗規(guī)范操作,剛閉合開關(guān)S時,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)超過了量程,立即斷開開關(guān)思考解決辦法,請你對此說出一種合理的解決辦法: 。
46.(2021?內(nèi)江)某同學(xué)要測量小燈泡L的電功率,所用的實驗器材有:
A.電源E(電壓恒為4.5V);
B.電流表A1(量程0~200mA);
C.電流表A2(量程0~600mA);
D.定值電阻R0(阻值為20Ω);
E.滑動變阻器R(阻值為0~20Ω);
F.待測小燈泡L(額定電壓3.6V);
G.開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干,則:
(1)如圖甲所示,是該同學(xué)設(shè)計的電路圖。請根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖連接完整;
(2)若電流表A1和A2流過的電流分別為I1、I2,利用I1、I2、R0表示出:小燈泡兩端的電壓為 ,通過小燈泡的電流為 ?。?br />
(3)實驗時,先將滑動變阻器的滑片移至最 (選填“左”或“右”)端,閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,讀取相應(yīng)的I1和I2,所得的實驗數(shù)據(jù)如表所示:
I1/mA
63
88
124
144
166
I2/mA
229
299
379
424
470
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得,當(dāng)電流I1=144mA時,小燈泡的實際功率為 W(保留一位小數(shù));
(4)如果用另一個定值電阻Rx來代替定值電阻R0,其他條件均不變,為了能夠測量小燈泡的額定功率,所用電阻Rx的阻值不能小于 Ω。
47.(2021?泰安)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V,正常工作時的電阻約為12Ω?,F(xiàn)有器材:電源(電壓為6V,保持不變),電流表,電壓表,開關(guān)、導(dǎo)線若干,另有兩種規(guī)格的滑動變阻器可供選擇:R1(50Ω,2A)、R2(10Ω,1A)。請完成下列問題:
(1)本次實驗中應(yīng)選擇的滑動變阻器是 ?。ㄟx填“R1”或“R2”);
(2)某同學(xué)連接成了如圖甲所示的電路,該電路中存在一處連接錯誤,只要改接一根導(dǎo)線就可以使電路連接正確,請你把接錯的那一根導(dǎo)線找出來打上“×”,再用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的連接;
(3)電路正確連接后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P到某一位置,電壓表示數(shù)如圖乙所示為 V;要測量小燈泡的額定功率,此時應(yīng)將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動;
(4)實驗小組多次改變滑動變阻器滑片的位置,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了小燈泡的I﹣U關(guān)系圖象如圖丙所示。由圖象可知:小燈泡的額定功率P額= W;小燈泡的實際功率隨實際電壓的降低而 (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(5)完成以上實驗后,同學(xué)們又設(shè)計了一個如圖丁所示的電路來測量該小燈泡的額定功率,R0為已知阻值的定值電阻。請把他們的實驗步驟補充完整:
①斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1、S3,移動滑動變阻器的滑片P, ??;
②保持滑動變阻器的滑片位置不變,開關(guān)S3仍閉合, ,記錄下電壓表示數(shù)為U;
③小燈泡的額定功率PL= (請用已知量和測量量表示)。
48.(2021?樂山)某實驗小組的同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖來測量小燈泡的電功率。已知待測小燈泡的額定電壓為3.8V,小燈泡的額定功率估計在1.2W左右。
(1)連接電路前,開關(guān)應(yīng) (選填“斷開”或“閉合”),電流表的量程應(yīng)選用 ?。ㄟx填“0~0.6A”或“0~3A”);
(2)用筆畫線代替導(dǎo)線,將乙圖中的實物圖連接完整。要求:閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,電流表示數(shù)增大;
(3)在調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的過程中,記錄并繪制出通過小燈泡的電流與電壓的關(guān)系圖線,如圖丙中的a線所示,分析可知,小燈泡的電阻隨溫度的升高而 (選填“增大”、“減小”或“不變”);將該小燈泡與一定值電阻R串聯(lián)后接入U=6V的電源兩端(已知定值電阻的電流與電壓的關(guān)系圖線,如圖丙中的b線所示),則電路中的總功率為 W。
49.(2021?上海)測小燈泡電功率實驗,小燈為“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”中的一個,電源電壓為2V整數(shù)倍。滑片P從最大阻值開始,移動到一個位置小燈正常發(fā)光,電壓表向左偏轉(zhuǎn)六格。一開始指的是11V或2.8V,
①判斷小燈正常發(fā)光的理由。
②判斷電壓表的位置。
③閉合開關(guān)時電壓表讀數(shù)。
④求小燈泡額定功率。
二.探究用電器的電功率實驗(共2小題)
50.(2021?荊門)在探究“電功率與電阻關(guān)系”時,實驗準(zhǔn)備了阻值分別為5Ω、15Ω的A、B兩個同一類型的燈泡。同學(xué)們按圖甲、圖乙設(shè)計了兩個實驗電路進行探究。不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法正確的是( )
A.圖甲中A燈泡比B燈泡亮
B.圖甲中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,兩個燈泡的亮度都變亮
C.圖乙中A燈泡比B燈泡亮
D.圖乙中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,兩個燈泡的亮度都變亮
51.(2021?麗水)小科開展了課外探究活動:串聯(lián)電路中,滑動變阻器的電功率與其接入電路電阻的關(guān)系。
【建立猜想】猜想1:滑動變阻器的電功率會隨其接入電路電阻的增大而增大;
猜想2:滑動變阻器的電功率會隨其接入電路電阻的增大而減小;
猜想3:滑動變阻器的電功率會隨其接入電路電阻的增大先增大后減小。
【進行實驗】將5歐的定值電阻R0、“10Ω 3A”的滑動變阻器R、電壓恒為15伏的電源、數(shù)字電流表和電壓表、開關(guān)、若干導(dǎo)線按如圖甲所示電路圖連接。
(1)圖甲中電壓表測 兩端的電壓;
(2)實驗中,將滑動變阻器滑片向 移動(填“左”或“右”),電流表示數(shù)變小;
(3)實驗中,R分別取0歐、1歐……10歐接入電路,觀察記錄并處理數(shù)據(jù),得到下表,請將表中缺失的數(shù)據(jù)補充完整;
R阻值/歐
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
電流/安
3.00
2.50
2.14
1.88
1.67
1.50
1.36
1.24
1.14
1.06
1.00
電壓/伏
0.00
2.50
4.28
5.64
6.68
7.50
8.16
8.68
9.12
9.54
10.00
電功率/瓦
0.00
6.25
9.16
10.60
11.16
11.25
11.10
10.76
10.40
10.11
10.00
【得出結(jié)論】根據(jù)實驗數(shù)據(jù),作出滑動變阻器的電功率隨其接入電路電阻變化的曲線(如圖乙),小科得出結(jié)論:猜想3成立,且當(dāng)R=R0時,滑動變阻器的電功率最大。
【交流評價】
(4)小科只通過上述探究得出實驗結(jié)論可靠嗎?并說明理由 。
參考答案與試題解析
一.電功率的測量實驗(共49小題)
1.【解答】解:(1)(2)燈的額定電壓2.5V,電阻約為10Ω,由歐姆定律,燈的電流約為I=ULR=2.5V10Ω=0.25A,故電流表選用小量程與燈串聯(lián),
變阻器接一個上接線柱和一個下接線柱串聯(lián)接入電路中,因為小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用小量程與燈泡并聯(lián),如下所示:
;
燈的額定電壓為2.5V,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知;滑動變阻器兩端的電壓為:
U滑=U﹣U額=6V﹣2.5V=3.5V,根據(jù)分壓原理,U滑UL=R滑RL,
滑動變阻器的阻值至少為:R滑=U滑UL×RL=3.5V2.5V×10Ω=14Ω,故應(yīng)選用F中的R2“50Ω 0.5A”的滑動變阻器;
(3)閉合開關(guān),電流表有示數(shù),說明電路是通路,但小燈泡不發(fā)光,而電壓表無示數(shù),則電路中故障可能是小燈泡短路了;
(4)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V,燈泡正常發(fā)光,由圖丙知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.26A,則小燈泡的額定功率為:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(5)②小明增加了一只5Ω的定值電阻R0,因當(dāng)電流表示數(shù)為I1=ULR0=2.5V5Ω=0.5A時,R0兩端的電壓一定為2.5V,
根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點,燈的電壓為2.5V,燈一定正常發(fā)光,所以,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.25A時,燈泡正常發(fā)光;
③斷開開關(guān),保持變阻器滑片P的位置或變阻器接入電路的阻值不變,將電流表改接在所在燈支路中,此時電路的連接關(guān)系沒有改變,只是電流表由原來測通過R的電流變?yōu)闇y通過燈的電流I2,R與燈兩端的電壓與變阻器的電壓均保持不變,燈仍正常發(fā)光,通過燈的電流I2即為燈正常發(fā)光時的電流大??;
④小燈泡額定功率的表達式為P額=U額I額=I1I2R0。
故答案為:(1)F;(2)見上圖;(3)小燈泡短路;(4)0.65;(5)②0.5;③變阻器滑片P的位置;④I1I2R0。
2.【解答】解:(1)測量小燈泡電功率的實驗原理是P=UI;
(2)閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P滑到 阻值最大處b端;
由圖可知,電源電壓為3V,電壓表應(yīng)選0~3V的量程,如圖所示:
;
(3)小燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),則電路可能斷路,而電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連通,則原因可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路;
(4)由圖2和圖3可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,流過電阻的電流為0.34A;
(5)因為燈泡的額定電壓為2.5V,電流表的示數(shù)為0.34A,則燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.34A=0.85W;
當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時,小燈泡兩端的電壓小于額定電壓,故小燈泡的亮度比正常發(fā)光時暗。
故答案為:(1)P=UI;(2)b;如圖所示;(3)斷路;(4)0.34;(5)0.85;暗。
3.【解答】解:(1)電流從電源正極依次經(jīng)過開關(guān)、滑動變阻器、電流表以及燈泡回到電源負極,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,根據(jù)實物圖可知,滑動變阻器的左上接線柱與燈泡相連的導(dǎo)線錯誤,如下圖所示:
(2)根據(jù)實物圖和圖乙可知,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.28A,
則燈泡的額定功率:PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)根據(jù)圖丙可知,當(dāng)小燈泡兩端電壓為1.5V時,通過小燈泡的電流為0.25A,所以由I=UR可知,
此時小燈泡的阻值:RL′=UL′IL′=1.5V0.25A=6Ω,
小燈泡正常發(fā)光時的電阻:RL=ULIL=2.5V0.28A≈8.9Ω,
由此可見,當(dāng)小燈泡兩端電壓升高時,其電阻逐漸變大,故選:C。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)0.7;(3)6;C。
4.【解答】解:(1)圖甲中,連接電路時,為了保護電路,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);
(2)原圖中導(dǎo)線接在滑動變阻器的電阻絲兩端,應(yīng)采用一上一下的接法,根據(jù)滑片R向A端移動時接入電路中的電阻變大可知,應(yīng)接B接線柱,改正后的電路如圖所示:
(3)燈泡不發(fā)光,可能是電路電流太小,也可能是電路斷路或小燈泡被短路,故正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電路不一定出現(xiàn)了故障;
(4)燈在額定電壓下正常發(fā)光,示數(shù)為1.8V小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向B移動,直到電壓表示數(shù)為額定電壓;
此時小燈泡兩端的電壓增大,通過的電流增大,小燈泡的實際功率變大,小燈泡的亮度變大;
(5)由圖乙所示I﹣U圖像可知,燈泡兩端的電壓等于額定電壓2.5V時,通過燈泡的電流等于0.25A,則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
由圖象知,當(dāng)小燈泡兩端電壓增大時,通過的電流也增大,實際電功率增大,燈絲溫度越高,電阻越大。
故答案為:(1)斷開;(2)如圖所示;(3)不一定;(4)B;亮;(5)0.625;溫度。
5.【解答】解:(1)連接電路圖,使閉合開關(guān)時滑動變阻器連入電路的阻值最大,滑動變阻器采用一上一下的連接方式,故選擇右下接線柱,因小燈泡的額定電壓為3.8V,選擇電壓表的量程為0~15V,與小燈泡并聯(lián)連接,連接電路如圖所示:
(2)連接好電路之后,閉合開關(guān),移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光,電流表示數(shù)為零,可以判斷電路是斷路,由此可判斷猜想小燈泡短路是錯誤的;又進一步觀察到電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源之間的電路連接是通路,最終確定猜想小燈泡的燈絲斷了是正確的;
(3)如圖乙所示,電流表選用的是小量程,分度值為0.02A,電流表的示數(shù)為0.3A,此時小燈泡的電壓為額定電壓3.8V,根據(jù)功率公式計算可得小燈泡的額定功率為:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)閉合開關(guān),保證小燈泡發(fā)光的情況下,無論如何移動滑片,電壓表示數(shù)始終高于2.5V,說明小燈泡兩端的電壓較大,應(yīng)采取措施減小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路中電流和電壓規(guī)律可知,可以通過增加電路中總電阻的方法,降低電路中的電流,使燈泡兩端的電壓減小,故換最大阻值較大的滑動變阻器和串聯(lián)定值電阻的方法可行,故A錯誤,B正確;還可以從電源電壓考慮,減小電源電壓,即減少電池個數(shù),故C正確,D錯誤;
故選:BC;
故答案為:(1)如圖所示;(2)②;①;(3)1.14;(4)B;C;
6.【解答】解:
(1)觀察圖甲可知由于開關(guān)與燈泡之間的導(dǎo)線連接錯誤,電壓表串聯(lián)在電路中,所以閉合開關(guān)后,導(dǎo)致電壓表測量電源電壓,電壓表有示數(shù),由于電壓表相當(dāng)于開路,則電流表的沒有示數(shù);要測燈的額定功率,應(yīng)將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,如下圖:
(2)圖乙中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.8V,小于燈泡的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈泡的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小滑動變阻器的電壓,由分壓原理可知,應(yīng)減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向左移動,直到電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓2.5V;
(3)根據(jù)圖丙所示的小燈泡電流隨電壓變化的關(guān)系圖象知,燈在額定電壓2.5V時的電流為0.25A,則小燈泡的額定功率是:
P額=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)測量小燈泡的電功率不需要多次測量求平均值,原因是燈泡在不同電壓下的功率不同;
(5)在實際測量過程中,調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路中的電阻減小時,燈泡兩端電壓增大,電流也增大,根據(jù)歐姆定律可知電路中總電阻變小,
由于燈泡兩端電壓增大,電流增大,則燈泡的功率變大,由于燈泡電阻受溫度的影響,則燈泡的電阻會變大,
根據(jù)R=R滑+R燈可知:只有當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻減小量ΔR1大于燈泡的阻值增加量ΔR2才會讓總電阻變??;
(6)根據(jù)上面的分析,具體步驟:
①開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,滑動變阻器滑片右邊的電阻與燈泡串聯(lián),電壓表測變阻器的電壓,要使小燈泡正常發(fā)光,則燈泡兩端的電壓:UL=U額=3V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得:U滑=U﹣UL=9V﹣3V=6V,所以,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為6V,則燈泡正常發(fā)光;
②保持滑片位置不動,開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,滑動變阻器的全部電阻R′與定值電阻R串聯(lián),電壓表測量變阻器滑片右邊電阻兩端的電壓,此時電壓表示數(shù)為U右=4V;
由于滑動變阻器的全部電阻連入電路,為了間接測出定值電阻R兩端的電壓,所以需要測出滑動變阻器兩端的電壓,故再將滑動變阻器的滑片移至最左端,此時電壓表示數(shù)為滑動變阻器兩端的電壓,即U′=7V;
③在②中,滑動變阻器的全部電阻R′與定值電阻R串聯(lián),
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得,R的電壓為:
UR=U=U′=9V﹣7V=2V,
由分壓原理可得:RR右=URU右,
所以變阻器滑片右邊電阻的阻值:
R右=U右UR×R=4V2V×10Ω=20Ω;
故在①中,燈的額定電流為:
IL=UVR右=6V20Ω=0.3A,
則小燈泡的額定功率:
P額=ULIL=3V×0.3A=0.9W。
故答案為:(1)電壓表;如上所示;(2)左;(3)0.625;(4)不需要;燈泡在不同電壓下的功率不同;(5)>;(6)①6;②左;③0.9。
7.【解答】解:(1)由圖甲的電路圖可知,電壓表測燈泡兩端的電壓,則答案如下圖:
(2)為了保護電路,閉合開關(guān)前滑片要置于阻值最大處,即b端;實驗時,移動滑動變阻器的滑片P,滑動變阻器連入電路的阻值發(fā)生變化,由串聯(lián)電路分壓原理可知,小燈泡兩端的電壓發(fā)生變化,從而控制小燈泡的實際功率。
(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,由圖丙可知電流表的示數(shù)為0.3A,即通過燈泡的額定電流為0.3A,則燈泡的額定功率為:PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W。
(4)繼續(xù)向a端移動滑動變阻器的滑片P,滑動變阻器連入電路的阻值變小,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流會變大,又由串聯(lián)電路分壓原理可知,燈泡兩端的電壓也會變大,根據(jù)P=UI可知,燈泡的實際功率會變大。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)b;電壓;(3)0.75;(4)變大。
8.【解答】解:(1)為保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);
(2)因為額定電壓小于3V,所以電壓表應(yīng)選擇小量程與燈泡并聯(lián),如圖所示:
;
(3)閉合開關(guān)后,電流表有示數(shù),說明電路是通路,燈泡沒壞,也不是斷路,可能是連入電路的電阻過大,電路中電流過小造成的,所以下一步操作:移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光,故選C;
(4)由圖甲知,電流表使用小量程,分度值0.02A,由圖乙電流表示數(shù)0.08A,小于燈泡的額定電流,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片向左移動,減小電路中電阻,使電流表示數(shù)增大到0.2A;
(5)由圖丙所示I﹣U圖像可知,通過燈泡的電流等于額定電流0.2A時,燈泡兩端電壓等于2.5V,則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
由圖象知,當(dāng)小燈泡兩端電壓增大時,通過的電流也增大,實際電功率增大,亮度增大,溫度升高,所以電阻隨之增大;
(6)標(biāo)有“220V 8.5W”的LED燈與標(biāo)有“220V 60W”的普通白熾燈都正常發(fā)光時,亮度幾乎相當(dāng),即轉(zhuǎn)化為的光能相同,普通白熾燈轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能更多,消耗的電能多、LED燈消耗的電能少,即LED燈電能轉(zhuǎn)化為光能的效率更高。故選C。
故答案為:(1)斷開;(2)見上圖;(3)C;(4)0.08;左;(5)0.5;燈泡電阻受溫度影響;(6)C。
9.【解答】解:(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,則電壓表選用小量程,滑動變阻器的滑片P向A端移動時,電流表示數(shù)變大,電阻變小,故左下接線柱應(yīng)接入電路,如圖所示:
(2)A.若電流表內(nèi)部斷路了,則整個電路斷路,兩表都沒有示數(shù),不符合題意;
B.若燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路,電壓表沒有示數(shù),電路為通路,電流表有示數(shù),符合題意;
C.若燈泡的燈絲斷了,電流表沒有示數(shù),電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,有示數(shù),不符合題意;
故選:B;
(3)由圖乙可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)A.將電流表分別串聯(lián)在電路中的不同位置,可以測出不同位置的電流,故可探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律;
B.用電壓表分別測量燈與變阻器的電壓以及電路兩端的總電壓,故可探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律;
C.探究電流與電壓的關(guān)系,要控制電阻大小不變,而燈的電阻隨溫度的變化而變化,故不能探究電流與電壓的關(guān)系;
故選:C;
(5)實驗步驟:
①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑片P使電壓表讀數(shù)為U額,此時小燈泡正常發(fā)光;
②不改變滑動變阻器滑片P的位置,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,記錄電壓表此時讀數(shù)為U;
③在①中,電壓表測燈的電壓,燈正常發(fā)光,在②中,電壓表測燈與定值電阻的電壓,因此時各電阻的大小和電壓不變,燈仍正常工作,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,此時定值電阻的電壓:U0=U﹣U額,
由歐姆定律可得,燈泡的額定電流:IL=I0=U?U額R0,
所以小燈泡額定功率的表達式:P額=U額IL=U額×U?U額R0。
故答案為:(1)見解答;(2)B;(3)0.3;0.75;(4)C;(5)U額×U?U額R0。
10.【解答】解:(1)實驗中,要通過滑動變阻器來改變小燈泡兩端的電壓,所以滑動變阻器應(yīng)與小燈泡串聯(lián),如圖甲所示,滑片位于滑動變阻器的右端,要使其接入電路的阻值最大,應(yīng)選擇左側(cè)下接線柱接入電路,如圖所示;
(2)閉合開關(guān),導(dǎo)線M斷路時,小燈泡開路,電壓表在電路中相當(dāng)于斷開,則電路中的電流幾乎為零,即電流表的示數(shù)為0A;電壓表相當(dāng)于測量電源兩端電壓,即電壓表的示數(shù)為3V;
(3)由圖甲可知,電壓表測量小燈泡兩端電壓,由圖乙可知,電壓表所選量程為0~3V的量程,分度值為0.1V,示數(shù)為:1.5V;電流表所選量程為0~0.6A的量程,分度值為0.02A,示數(shù)為:0.24A,小燈泡此時的功率為:P=UI=1.5V×0.24A=0.36W;
(4)①在第1步實驗中,僅閉合S1,R2調(diào)至5Ω時,R2與L串聯(lián),電路中的電流為0.3A,即通過小燈泡的電流IL1=I額=0.3A,小燈泡正常發(fā)光,
電路中的總電阻為:R總=R2+RL;
在第2步實驗中,僅閉合S2、R1與R2串聯(lián),當(dāng)電路中的電流仍為0.3A時,電路中的總電阻為:R總′=R2′+R1;
由歐姆定律可知,在電源電壓恒定時,兩次電路中的電流相等,則兩次電路的總電阻相等,即R總=R總′,
由此可得:5Ω+RL=9Ω+6Ω,
則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=10Ω,
小燈泡的額定功率為:P額=U額I額=I額2RL=(0.3A)2×10Ω=0.9W;
②在設(shè)定的4種調(diào)整中,只要能測出小燈泡正常發(fā)光時的電阻,就可利用公式P額=U額I額=I額2RL求得小燈泡的額定功率。
A、將R1換成導(dǎo)線。當(dāng)只閉合S1時,L與R2串聯(lián),調(diào)節(jié)R2,使電流表的示數(shù)為0.3A,則小燈泡正常發(fā)光,讀出電阻箱的阻值為R2;當(dāng)只閉合S2時,L被短路,調(diào)節(jié)R2,使電流表的示數(shù)仍為0.3A,讀出電阻箱R2的阻值為R2′,則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=R2′﹣R2,故A調(diào)整仍能完成小燈泡額定功率的測量;
B、將R2換成導(dǎo)線。當(dāng)只閉合S1時,只有L連入電路,電路中的電流大小不一定剛好為0.3A,故不能確保小燈泡是否正常發(fā)光;若同時閉合S1、S2,L與R1并聯(lián),兩者互不影響,也不能確保L是否正常發(fā)光,故B調(diào)整不能完成小燈泡額定功率的測量;
C、將R2換成適當(dāng)規(guī)格的滑動變阻器。當(dāng)只閉合S1時,L與滑動變阻器串聯(lián),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)為0.3A,則小燈泡正常發(fā)光;當(dāng)只閉合S2時,保持滑動變阻器的滑片位置不變,調(diào)節(jié)R1,使電流表的示數(shù)仍為0.3A,讀出電阻箱的阻值為R1,則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=R1,故C調(diào)整仍能完成小燈泡額定功率的測量;
D、在實驗操作時,先閉合的開關(guān)是S2。如圖丙所示,當(dāng)僅閉合S2時,R1與R2串聯(lián),分別調(diào)節(jié)兩個電阻箱,使電流表的示數(shù)為0.3A,
讀出兩電箱的示數(shù)分別為:R1和R2;當(dāng)僅閉合S1時,L與R2串聯(lián),調(diào)節(jié)R2,使電流表的示數(shù)為0.3A,則小燈泡正常發(fā)光,讀出電阻箱R2的阻值為R2′,
則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=R1+R2﹣R2′,故D調(diào)整仍能完成小燈泡額定功率的測量;
故選:ACD。
故答案為:(1)如圖所示;(2)3;0;(3)0.36;(4)①10;0.9;②ACD。
11.【解答】解:(1)如圖所示:
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即最右端;閉合開關(guān),電流表有示數(shù),則電路為通路,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表的示數(shù)為0V,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是燈泡短路;
(3)由圖乙可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.16A,即通過小燈泡的電流是0.16A;
此時小燈泡的實際功率P=UI=2V×0.16A=0.32W;
(4)由丙圖的U﹣I圖像可知,當(dāng)小燈泡的電壓為額定電壓U額=2.5V時,電流I=0.2A,
小燈泡的額定功率P額=U額I=2.5V×0.2A=0.5W;
由丙圖的U﹣I圖像可知,U越大,I也越大,根據(jù)P=UI可得:小燈泡兩端的實際電壓越大,實際功率越大;
(5)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為U額,接著保持滑片位置不變,
根據(jù)電流從電壓表正接線柱流入,將將電壓表B點的接線改接到C點,觀察并記錄電壓表示數(shù)U,因為各個電阻的大小和電壓大小都不變,燈泡仍然正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,定值電阻的電壓為:U0=U﹣U額,
由歐姆定律,通過定值電阻的電流:
I0=U0R0=U?U額R0,
根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律,通過定值電阻的電流即為小燈泡的額定電流,則小燈泡的額定功率可表示為:
P額=U額I額=U額×U?U額R0,
在實驗操作中,因電壓表選用0~3V的量程,故定值電阻的最大電壓不能超過3V﹣2.5V=0.5V,因小燈泡正常工作時電流為I=0.2A,由歐姆定律I=UR,故R0的最大值不能超過:R0max=U0I=0.5V0.2A=2.5Ω。
故答案為:(1)如答圖所示(2)右;燈泡短路;(3)0.16;0.32;(4)0.5;大;(5)B;U額×U?U額R0;2.5。
12.【解答】解:
(1)根據(jù)歐姆定律可得,小燈泡的額定電流約為:I=UR=2.5V8Ω=0.3125A;
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓、電流規(guī)律知:U滑≥6V﹣2.5V=3.5V、U滑R滑=U燈R燈,
即R滑≥8Ω×3.5V2.5V≥11.2Ω;
所以滑動變阻器的額定電流應(yīng)大于0.3125A、最大電阻應(yīng)大于11.2Ω,因此B.“20Ω 0.5A”為合適電阻;
(2)滑片向右移動時小燈泡變亮,說明滑片右移時電流變大,此時接入電路中的總電阻變小,即接入電路中滑動變阻器的阻值變小,電阻絲變短,結(jié)合一上一下串聯(lián)接入原則,應(yīng)把滑動變阻器B接線柱連入電路,連接方法如下圖所示:
;
(3)為保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài);
(4)電壓表無示數(shù),可能是與電壓表并聯(lián)部分的電路短路或與電壓表并聯(lián)電路以外的部分斷路,電流表有示數(shù),說明電路不可能斷路,因此故障可能的原因是與電壓表并聯(lián)的小燈泡短路;
(5)已知小燈泡額定電壓是2.5V,由圖乙知,電流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表示數(shù)是0.30A,根據(jù)電功率計算公式知小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(6)若將阻值約為50Ω的電阻接入圖甲中小燈泡所在位置,當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大為20Ω時,電壓表示數(shù)最小,由歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律,電壓表示數(shù):
UV=I′R′=UR′+R最大R′=6V50Ω+20Ω×50Ω≈4.2V>3V,
故在其它連線均不變的情況下,不能僅將阻值約為50Ω的電阻替換小燈泡,測量其阻值,理由是:
電阻兩端的電壓超過電壓表量程。
故答案為:
(1)B;(2)如上圖所示;(3)斷開;(4)小燈泡短路;(5)0.75W;(6)不能;電阻兩端的電壓超過電壓表量程。
13.【解答】解:(1)滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中電流變大,即電阻變小,故變阻器左下接線柱串聯(lián)入電路中,如下圖所示:
(2)電流表無示數(shù),燈泡不亮,說明電路出現(xiàn)了斷路,電壓表有示數(shù),且任意移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)不變,說明與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路,即燈泡斷路;
(3)由圖乙知電流表的量程為0﹣0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.26A,
小燈泡的額定功率為:
P=UI=2.5V×0.26=0.65W;
(4)由圖丙所示I﹣U圖象可知,隨燈泡電壓U變大,通過電阻電流變大,且△U>△I,根據(jù)R=UI可知,燈絲電阻變大,
由于電壓變大,電流變大,燈泡變亮,燈泡的溫度升高,所以燈絲電阻隨溫度升高而變大;
(5)①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片,使電壓表的示數(shù)為U額,此時L、R0、變阻器串聯(lián),電壓表測燈泡兩端電壓,小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器的滑片不動,斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2,讀出電壓表的示數(shù)為U1,此時電路的連接方式不變,電壓表測L、R0的總電壓,各元件電阻大小不變,所以燈泡仍正常發(fā)光;
③由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可知,燈泡正常發(fā)光電流:I=I0=U0R0=U1?U額R0,
小燈泡額定功率為:
P額=U額I=U額?U1?U額R0。
故答案為:(1)見上圖;(2)小燈泡斷路;(3)0.26;0.65;(4)燈絲電阻隨溫度升高而變大;(5)U額?U1?U額R0。
14.【解答】解:(1)由題意可知,小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用小量程與小燈泡并聯(lián),如下圖所示:
;(2)為保護電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最大阻值處,即圖中滑片應(yīng)移至最左端的A處;
(3)燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓2.5V,由圖丙可知,電流表的量程為0﹣0.6A,分度值為0.02A,此時通過燈泡的電流為0.3A,
所以燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)由圖知,燈與電壓表并聯(lián),電壓表測量的電壓是準(zhǔn)確的,假如考慮了電流通過電壓表的影響,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,電流表示數(shù)大于通過燈的電流,根據(jù)P=UI,測量的小燈泡額定功率比小燈泡真實的額定功率偏大。
故答案為:(1)如上圖所示:(2)A;(3)0.3;0.75;(4)偏大。
15.【解答】解:(1)①為了保護電路,連接電路前,開關(guān)應(yīng)斷開;
②滑動變阻器與小燈泡串聯(lián),要使小燈泡變亮,則向右移動滑動變阻器的滑片時,滑動變阻器接入電路的阻值要變小,由此確定滑動變阻器接入電路的下接線柱為右下接線柱,電路連接如圖所示;
③伏安法測量小燈泡電功率的原理是:P=UI;電壓表所選量程為0~3V,其分度值為0.1V,電壓表的示數(shù)為3V;
(2)①由(1)③中電流表、電壓表示數(shù)可知,此時,通過小燈泡的電流為0.26A<I額=0.3A,小燈泡兩端的實際電壓為3V,要使小燈泡正常發(fā)光,它兩端的電壓將大于3V,由甲圖可知,電源電壓為6V,根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,滑動變阻器兩端的電壓將小于3V,所以可將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,仍選0~3V量程,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)為0.3A,小燈泡正常發(fā)光,故小溪實驗方案電路圖如圖所示;
②小溪的方案測量結(jié)果更精確;因為電壓表的大量程為0~15V,其分度值為0.5V,讀數(shù)時誤差較大,使測量結(jié)果偏差較大,而電壓表的小量程為0~3V,分度值為0.1V,讀數(shù)時誤差較小,使測量結(jié)果偏差較小,故小溪的方案測量結(jié)果更精確。
故答案為:(1)①斷開;②實物電路連接如圖所示;
③P=UI;3;(2)①小溪方案實驗電路圖如圖所示;
②小溪的方案測量結(jié)果更精確;因為電壓表的大量程為0~15V,其分度值為0.5V,讀數(shù)時誤差較大,使測量結(jié)果偏差較大,而電壓表的小量程為0~3V,分度值為0.1V,讀數(shù)時誤差較小,使測量結(jié)果偏差較小,故小溪的方案測量結(jié)果更精確。
16.【解答】解:(1)電壓表與被測用電器并聯(lián),電壓表的量程應(yīng)該為0~15V,為保護電路,連接電路時,開關(guān)要斷開,閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)處于連入阻值最大處。故連接電路時的錯誤之處是開關(guān)處于閉合狀態(tài)。如圖所示:
(2)用導(dǎo)線連接電流表兩端時,燈泡發(fā)光,說明電源、開關(guān)、滑動變阻器、燈泡是通路,實驗時發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表無示數(shù),原因是電流表斷路。
(3)燈泡L2正常工作時電流為:
I=UR=2.5V8Ω=0.3125A,
此時滑動變阻器接入電路的阻值為:
RP=U總?UI=6V?2.5V0.3125A=11.2Ω>10Ω,
所以,需用滑動變阻器R2替換電路中的R1,其目的是使燈泡L2正常發(fā)光;
(4)閉合開關(guān)S,將S1撥向觸點 2,將滑動變阻器R1調(diào)到最大阻值,此時L2,R1,R2串聯(lián),調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的阻值,電壓表測量L2的電壓,示數(shù)記為U額,
將S1撥向觸點 1,L2,R1,R2依舊串聯(lián),此時電壓表測量L2、R1的電壓,示數(shù)記為U,則此時電路電流為:
I=UR1R1=U?U額R1
小燈泡的實際功率為:
P=U額I=U?U額R1U額。
故答案為:(1)如上圖所示;開關(guān)處于閉合狀態(tài);(2)斷路;(3)使燈泡L2正常發(fā)光;(4)①R1 2;②U?U額R1U額。
17.【解答】解:
(1)燈泡變亮?xí)r,燈泡兩端的電壓應(yīng)變大,電壓表示數(shù)反而減小,說明電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了。
(2)根據(jù)圖乙可知,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,電流表讀數(shù)為0.2A,根據(jù)電功率公式:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
(3)想測量小燈泡兩端的電壓略低于額定電壓,則滑動變阻器分得電壓增大,阻值增大。故滑動變阻器的滑片應(yīng)向A端調(diào)節(jié)。
(4)①閉合開關(guān)S1、S3,滑動變阻器R2與小燈泡串聯(lián),電壓表測量小燈泡的電壓;調(diào)節(jié)滑動變阻器R2滑片,使電壓表示數(shù)為U額,小燈泡正常發(fā)光。
②閉合開關(guān)S1、S2時,R1與R2串聯(lián),使滑動變阻器R2滑片保持不動,滑動變阻器R1滑片滑到最右端,為R1最大阻值R0,此時電壓表示數(shù)為U1,可得此時電流為:I1=U1R0。
③閉合開關(guān)S1、S2,使滑動變阻器R1滑片不動(其接入電路的阻值仍然為R0),滑動變阻器R2滑片滑到最左端,記下此時電壓表示數(shù)為U2。此時電路為R1最大阻值的簡單電路,電壓表示數(shù)為電源電壓。
根據(jù)②③可得②中R2的阻值為:
R2=UR2′I1=U2?U1U1R0=(U2?U1)R0U1,
①中的電流為(即燈泡的額定電流):
I=UR2R2=U2?U額(U2?U1)R0U1=(U2?U額)U1(U2?U1)R0,
則小燈泡的額定功率為:
P=U額I=(U2?U額)U1(U2?U1)R0U額。
故答案為:(1)電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了;(2)0.5;(3)A;(4)②保持不動;滑到最右端;③S1、S2;滑到最左端;④(U2?U額)U1(U2?U1)R0U額。
18.【解答】解:(1)根據(jù)電路圖連接實物圖,要求滑動變阻器滑片P向右移動時阻值變大,所以滑動變阻器應(yīng)選擇左下接線柱接入電路,如圖:;
(2)連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),說明電路通路,電壓表無示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)的燈泡短路;
(3)由圖丙可知,燈泡兩端的電壓為3V時,通過燈泡的電流為0.5A,小燈泡的額定功率為:P=UI=3V×0.5A=1.5W;
由圖丁可知,電流表接入電路的量程為0~0.6A,每一小格表示0.02A,電流表的示數(shù)為0.4A,由圖丙可知通過燈泡的電流為0.4A時,燈泡兩端的電壓為2V,由歐姆定律可得此時燈泡的電阻:RL′=U′I′=2V0.4A=5Ω;
(4)①閉合S1,斷開S2,移動滑動變阻器R的滑片至最左端,電路為定值電阻R0的簡單電路,電流表的示數(shù)為I1,由歐姆定律可得電源電壓:U總=I1R0,
②閉合S2,斷開S1,滑動變阻器和燈泡串聯(lián)接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片使小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I額,該電路的總電阻為RL+RH=U總I額=I1R0I額;
③保持滑動變阻器R的滑片不動,閉合S1,斷開S2,定值電阻R0和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,記下電流表的示數(shù)為I2,此時該電路的總電阻:R總=U總I2=I1R0I2,
串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,則滑動變阻器接入電路的電阻:RH=R總﹣R0=I1R0I2?R0,
在②中電路的總電阻為RL+RH=U總I額=I1R0I額,則燈泡電阻:RL=I1R0I額?RH=I1R0I額?(I1R0I2?R0)=I1R0I額?I1R0I2+R0,
④則小燈泡額定功率的表達式為P額=I額2RL=I額2(I1R0I額?I1R0I2+R0)。
故答案為:(1)如上圖;(2)短路;(3)1.5;0.4;5;(4)I額2(I1R0I額?I1R0I2+R0)。
19.【解答】解:(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即滑動變阻器的最左端;
(2)閉合開關(guān),移動變阻器的滑片,電流表有示數(shù),說明電路為通路,電壓表沒有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)部分電路短路,即燈泡短路;
(3)排除故障后,移動變阻器的滑片到某一位置時,電壓表的示數(shù)為1V,由串聯(lián)電路分壓原理可知滑動變阻器接入電路的電阻太大,所以應(yīng)將變阻器的滑片向右移動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止,
電流表接入電路的量程為0~0.6A,每一小格表示0.02A,由乙圖可知通過燈泡的電流為0.24A,
燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像,如圖丙所示,該圖像不是直線的原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,實驗中小燈泡隨著它兩端電壓的增大而逐漸變亮,是因為小燈泡的亮度是由它的實際功率決定的;
(5)①閉合S1,斷開S2,燈泡和變阻器R1串聯(lián)接入電路,移動變阻器R1的滑片,使電流表的示數(shù)為0.3A,此時燈泡正常發(fā)光,
②閉合S2,斷開S1,兩個滑動變阻器串聯(lián)接入電路,保持變阻器R1的滑片位置不動,移動變阻器R2的滑片,使電流表的示數(shù)仍為0.3A,變阻器R2等效代替了燈泡,變阻器R2的電阻等于燈泡正常發(fā)光時的電阻,
③保持變阻器R2的滑片位置不動,將變阻器R1的滑片移到最左端,變阻器R1接入電路的電阻為0,電路為變阻器R2的簡單電路,電流表的示數(shù)為0.6A,
由歐姆定律可得電源電壓:U=I1R2=0.6A×R2,
再將變阻器R1的滑片移到最右端,此時變阻器R2和變阻器R1的最大阻值串聯(lián)接入電路,電流表的示數(shù)為0.2A,
該電路的總電阻:R=UI2=0.6A×R20.2A=3R2,
串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,所以變阻器R2的電阻:R2=R﹣R1=3R2﹣10Ω,解得:R2=5Ω;
④小燈泡的額定功率為:P′=I′2R2=(0.3A)2×5Ω=0.45W。
故答案為:(1)最左;(2)短路;(3)右;0.24;0.6;(4)燈泡的電阻受溫度影響很大;實際功率;(5)保持變阻器R2的滑片位置不動;0.45。
20.【解答】解:(1)由電路可知,燈與變阻器串聯(lián),電壓表測電源的電壓,電流表測電路中的電流;由于電源電壓不變,則電壓表示數(shù)不變;
向左移動滑動變阻器滑片P的過程中,變阻器連入電路中的電阻變小,電路的總電阻變小,由歐姆定律可知,電路中的電流變大,即電流表示數(shù)變大,通過燈泡的電流變大,燈泡變亮;
(2)測量燈泡的電功率時,電壓表應(yīng)并聯(lián)到燈泡的兩端,如圖所示:
;
(3)燈泡兩端的電壓為3.8V時,燈泡正常發(fā)光,燈泡的額定功率:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W;
(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,小燈泡的實際功率越大,燈泡越亮。
故答案為:(1)變亮;變大;不變;(2)如圖;(3)1.52;(4)小燈泡的實際功率越大,燈泡越亮。
21.【解答】解:(1)為保護電路,連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)由圖乙知,電流表的示數(shù)為零,電壓表的示數(shù)等于電源電壓,說明與電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生了斷路現(xiàn)象,即小燈泡斷路;
(3)由圖丙知,當(dāng)U=2.5V時,I=0.3A,則燈泡的實際功率為:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)由圖丁可知,定值電阻與待測電阻并聯(lián),電流表A1測通過燈L的電流,電流表A2測通過定值電阻R0的電流,
由歐姆定律I=UR可知,定值電阻兩端的電壓:U0=I2R0,
并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,由并聯(lián)電路的特點可知,待測電阻兩端的電壓為:UL=U0,
則小燈泡的實際功率為:PL=ULI1=U0I1=I1I2R0。
故答案為:(1)斷開;(2)斷路;(3)0.75W;(4)I1I2R0。
22.【解答】解:(1)要求滑動變阻器滑片向右移動時小燈泡變暗,即此時變阻器連入電路中的電阻變大,所以滑動變阻器滑片以左電阻絲接入電路,將滑動變阻器一上一下串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
(2)①已知燈泡額定電壓為U額=2.5V,由表格知,此時通過的電流為I=0.32A,
所以小燈泡的額定功率為P額=U額I=2.5V×0.32A=0.8W;
②因為燈泡在不同電壓下的功率不同,因此計算功率的平均值是沒有意義的,故表格設(shè)計不合理;
③當(dāng)燈泡兩端電壓增大時,電流增大,小燈泡的功率增大,小燈泡變亮,溫度升高,燈絲的電阻變大;
(3)①斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,此時燈泡L與定值電阻R0并聯(lián)后再與滑動變阻器串聯(lián),所以燈泡與定值電阻兩端電壓相同。
移動滑動變阻器滑片P,當(dāng)燈泡兩端的電壓為額定電壓U0時,R0兩端的電壓也為U0,根據(jù)歐姆定律可知當(dāng)電流表的示數(shù)為U0R0時,小燈泡恰好正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P位置不變,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,記下電流表示數(shù)為I,此時通過燈泡的電流I額=I?U0R0;
③推導(dǎo)出小燈泡L的額定功率表達式P額=U額I額=U0×(I?U0R0)。
故答案為:(1)如上圖;(2)①0.8;②平均電功率的計算;③溫度;(3)①U0R0;③U0×(I?U0R0)。
23.【解答】解:(1)電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,燈泡額定電壓為2.5V,故電壓表的量程應(yīng)選擇“0﹣3V”;
其余元件依次連接組成串聯(lián)電路,滑動變阻器選擇一上一下兩個接線柱使用,據(jù)此連接電路圖如下:
(2)按照原理圖連接好電路,如果使用燈絲已燒斷的燈泡,閉合開關(guān),燈泡斷路,電壓表串聯(lián)在電路中,這樣電源電壓幾乎全加在電壓表上,很容易造成電壓表損壞,為避免此事故發(fā)生,可以采用的辦法是用電流表試觸試觸,如果電流超過量程,斷開電路并檢查電路;
(3)由圖可知,電流表選了小量程,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.28A,小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
故答案為:(1)“0﹣3V”;如上圖;(2)電壓表;電流表試觸;(3)0.7。
24.【解答】解:(1)①燈泡和電流表串聯(lián)接入電路,電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián),如圖:
;
閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處,即最右端;
閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針均不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電路斷路,則電路出現(xiàn)的故障可能是滑動變阻器斷路;
②小燈泡L1的額定電壓為2.5V,電壓表接入電路的量程為0~3V,每一小格表示0.1V,讀圖可知此時燈泡兩端電壓為2V,燈泡兩端電壓小于額定電壓,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,則滑動變阻器兩端的電壓太大,由串聯(lián)電路分壓原理可知此時滑動變阻器接入電路的電阻太大,所以應(yīng)使滑動變阻器連入電路的阻值變??;
電流表接入電路的量程為0~0.6A,每一小格表示0.02A,讀圖可知小燈泡正常發(fā)光時,通過燈泡的電流為0.4A;
小燈泡的額定功率為:P=UI1=2.5V×0.4A=1W;
③小燈泡正常發(fā)光時的電阻:R1=U1I1=2.5V0.4A=6.25Ω,燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,燈泡的功率越大,燈泡的溫度越高,當(dāng)小燈泡的電阻為8Ω時,此時燈泡的電阻大于燈泡正常發(fā)光時的電阻,所以燈泡的實際功率大于額定功率;
(2)①將電流表串聯(lián)在b點,只閉合開關(guān)S和S1,燈泡和定值電阻并聯(lián)接入電路,電流表測通過定值電阻的電流,并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,當(dāng)燈泡兩端的電壓為U額時燈泡正常發(fā)光,此時定值電阻兩端的電壓等于燈泡的額定電壓,通過定值電阻的電流:I0=U額R0,所以應(yīng)節(jié)滑動變阻器的滑片使電表的示數(shù)為U額R0,
②只閉合開關(guān)S和S2,變阻器滑片位置保持不動,此時電流表測干路電流,讀出電流表的示數(shù)I,
③并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,所以通過燈泡的電流:I2=I﹣I0=I?U額R0,小燈泡L2的額定功率表達式為:P額=U額I2=U額(I?U額R0)。
故答案為:(1)①如上圖;右;斷路;②變??;0.4;1;③大于;(2)①電流表串聯(lián)在b點;U額R0;②保持不動;③U額(I?U額R0)。
25.【解答】解:(1)①為保護電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處,即最右端;
電流表示數(shù)不為0,說明電路是短路,電壓表示數(shù)為0,說明與電壓表并聯(lián)的部分短路,即電阻箱短路了;
②由I與1R關(guān)系圖線知,當(dāng)電流為0.1A時,1R為0.05,則R=20Ω,則電壓U0=IR=0.1A×20Ω=2V;
(2)燈泡的額定電壓為2.5V,根據(jù)圖3可知道對應(yīng)的電流I=0.5A,則燈的電阻R=UI=2.5V0.5A=5Ω;
燈的額定功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(3)R0=5Ω定值電阻與燈并聯(lián),A2測通過R0的電流;A1測通過燈的電流,根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈正常發(fā)光時,定值電阻兩端的電壓也為2.5V,則通過R0的電流I0=UR0=2.5V5Ω=0.5A;
為了確保實驗安全,已知電壓電源為10V,燈和定值電阻兩端的電壓為2.5V,此時干路的電流I=IL額+I0=0.5A+0.5A=1A>0.8A;故R1更適合。
答案為:(1)①右;電阻箱;②2;(2)1.25;2.5;(3)0.5;R1。
26.【解答】解:(1)向右移動滑動變阻器的滑片P使電流表示數(shù)變小,說明滑動變阻器的滑片P在向右移動過程中接入電路的有效電阻在增大,故應(yīng)接A端;如圖所示:
(2)在連接電路時,開關(guān)必須斷開;實驗前,為了保護電路,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到阻值最大處,即B端;
(3)分析電路可知為串聯(lián)電路,電壓表測Rx兩端電壓,發(fā)現(xiàn)電流表始終無示數(shù),則一定發(fā)生斷路故障;同時電壓表有示數(shù),說明此時電壓表與電源連通,測電源電壓,電壓表與電源兩端連接的地方無故障,故障一定是Rx斷路;
(4)電流表接“0~0.6A”量程,指針指在0.3A處,則電流為0.3A,電阻R=UI=2.4V0.3A=8Ω;電功率P=UI=2.4V×0.3A=0.72W;
(5)①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,燈L、R0、滑動變阻器R三者串聯(lián),此時電壓表測R0和R串聯(lián)的總電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點,電壓表的示數(shù)為U′=U﹣U額;
②要測小燈泡的額定功率,已知小燈泡的額定電壓U額,還需要測定小燈泡正常發(fā)光時的電流,根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等的特點,可先測通過R0的電流,通過閉合開關(guān) S、S2,斷開開關(guān)S1,此時電壓表測R0兩端電壓表示數(shù)為U1;
③則通過R0的電流為:I=U1R0,由于串聯(lián)電路電路處處相等,則通過燈的電流大小等于通過R0的電流大小,根據(jù)P額=U額I=U額U1R0得到小燈泡的額定功率。
故答案為:(1);
(2)斷開;B;
(3)B;
(4)8;0.72;
(5)①U﹣U額;②S、S2;S1;③U額U1R0。
27.【解答】解:(1)燈的額定電壓為2.5V,所以,變阻器要分去6V﹣2.5V=3.5V的電壓,根據(jù)分壓原理,U滑UL=R滑RL,滑動變阻器的阻值至少為R滑=U滑UL×RL=3.5V2.5V×10Ω=14Ω,根據(jù)歐姆定律知,燈正常發(fā)光的時的電流約為:I=ULRL=2.5V10Ω=0.25A,故應(yīng)選用R2“30Ω 0.5A”的滑動變阻器;
(2)為了保護電路閉合開關(guān)前滑片在阻值最大處,即A端;
閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),說明電路為通路,電壓表無示數(shù),說明小燈泡短路;
(3)若要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)該使燈泡兩端的電壓由2.2V增大到2.5V,則電路中的電流也要相應(yīng)地增大,此時滑動變阻器接入的電阻應(yīng)減小,因此滑片應(yīng)向B端移動;
由圖乙知,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時的電流為0.25A,
則燈泡的額定功率:P額=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)燈泡兩端電壓增大時,燈泡的實際功率也增大,燈絲的溫度升高,電阻變大,所以,造成小燈泡燈絲電阻大小的變化的原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大(或燈泡的電阻受溫度的影響)。
故答案為:(1)R2;(2)A;短路;(3)B;2.5;0.625;(4)燈絲溫度。
28.【解答】解:(1)從電源的正極出發(fā),依次連接開關(guān)、燈泡、滑動變阻器、電流表到電源的負極,要求滑片向右移動燈泡變亮說明電路中電阻變小,故滑動變阻器接入右半段,電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端,由于燈泡的額定電壓是3.8V,故電壓表選擇0~15V量程,電路連接如圖。
(2)小華在連接電路最后一根導(dǎo)線時燈泡立即發(fā)光,說明連接完最后一根導(dǎo)線電路接通,是因為連接電路時,開關(guān)沒有斷開。
(3)電流表使用的0~0.6A量程,每一個大格代表0.2A,每一個小格代表0.02A,電流為0.3A,故燈泡的額定電流I額=0.3A,
燈泡的額定電壓是U額=3.8V,
則燈泡的額定功率P額=U額I額=3.8V×0.3A=1.14W。
電壓表和燈泡并聯(lián),考慮有電流通過電壓表,電流表測量電壓表和燈泡的總電流,故燈泡的額定定律測量值偏大,燈泡兩端的電壓測量是準(zhǔn)確的,根據(jù)P額=U額I額得,燈泡的額定功率偏大。
(4)實驗步驟:
①先閉合開關(guān)S、S1,燈泡、定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表測量燈泡兩端的電壓,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為3.8V,燈泡正常工作,燈泡中的電流是I額;
②再斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,燈泡、定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表測量燈泡和定值電阻兩端的總電壓,保持滑動變阻器滑片位置不變,讀出此時電壓表示數(shù)為U,即燈泡和定值電阻兩端的總電壓,定值電阻兩端的電壓UX=U﹣U額;
③燈泡、定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)在電路中,定值電阻中的電流IX=I額,
待測電阻Rx=UXIX=U?U額I額。
故答案為:(1)如上圖;(2)開關(guān)沒有斷開;(3)1.14;大;(4)3.8V;U?U額I額。
29.【解答】解:(1)由電功率的計算公式P=UI可知,要想測出小燈泡的電功率,我們就需要測出它兩端的電壓及通過它的電流。所以我們要將電壓表與小燈泡并聯(lián)以測出它兩端的電壓,將電流表與小燈泡串聯(lián)測出通過它的電流。已知小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表要用0~3V量程;由圖乙接線可知,電流表選用的是0~0.6A量程?;瑒幼冏杵饕凑铡耙簧弦幌隆钡脑瓌t串聯(lián)在電路中。
(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針不動,說明電路處于斷路狀態(tài)。但用手按住開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針擺動,說明電路時斷時續(xù)。由此可知是開關(guān)接觸不良。
(3)當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.5V時,燈泡正常發(fā)光。由圖乙可知,此時電流表的示數(shù)為0.28A,故小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.28A=0.7W。
(4)在測量小燈泡電功率的實驗中,我們至少要測量三次:①燈泡兩端電壓低于額定電壓時的電功率;②燈泡兩端電壓等于額定電壓時的電功率;③燈泡兩端電壓略高于額定電壓時的電功率。所以設(shè)計的表格中實驗次數(shù)至少為3次。由公式P=UI可知,除要記錄電壓外,還要記錄電流和電功率。此外,我們知道,小燈泡的亮度是由其實際功率決定的,所以燈泡的亮度也是我們需要記錄的內(nèi)容。
故答案為:(1)如下圖所示;(2)開關(guān)接觸不良;(3)0.7;(4)如下表所示。
30.【解答】解:(1)①電流表應(yīng)和待測電阻串聯(lián),電壓表應(yīng)和待測電阻并聯(lián),待測電阻和變阻器串聯(lián),電路圖如下:
②電流表選擇小量程,分度值為0.02A,電流為0.24A,待測電阻為Rx=UI=1.8V0.24A=7.5Ω;
(2)①此時為串聯(lián)電路,調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器,直到電流表示數(shù)0.3A,此時燈泡正常發(fā)光。
②a、因?qū)Ь€電阻為0,小于燈泡正常工作的電阻(約10Ω),所以斷開S1,在M、N間接入導(dǎo)線,不調(diào)節(jié)變阻器,閉合S2,變阻箱R0阻值調(diào)大,使電流表示數(shù)等于0.3A,利用等效替代法,此時電阻箱R0增加的電阻值△R0等于燈泡正常工作時的電阻,可通過P=I2△R0計算燈泡電功率;
b、因5Ω定值電阻的阻值小于燈泡正常工作的電阻(約10Ω),所以斷開S1,在M、N間接入5Ω定值電阻,不調(diào)節(jié)變阻器,閉合S2,變阻箱R0阻值調(diào)大,使電流表示數(shù)等于0.3A,利用等效替代法,此時電阻箱R0增加的電阻值△R0與5Ω定值電阻的阻值之和等于燈泡正常工作時的電阻,可通過P=I2(△R0+5Ω)計算燈泡電功率;
c、斷開S1,在M、N間接入30Ω定值電阻,閉合S2,因電源電壓約6V,即使滑動變阻器的接入電阻為0,電路中的電流約為:Ic=6V30Ω=0.2A<0.3A,不能求得燈泡的額定電功率;
d、斷開S1,不調(diào)節(jié)變阻箱和變阻器,利用等效替代法,在M、N間接入一個電阻箱R,閉合S2,使電流表示數(shù)等于0.3A,此時新接入電阻箱電阻等于燈泡電阻,可通過P=I2R計算燈泡電功率;
故選:abd,同時不需要調(diào)節(jié)滑動變阻器。
故答案為:(1)①如上圖;②7.5;(2)①電流表示數(shù)為0.3A;②abd;不需要。
31.【解答】解:(1)按電路圖連接實物圖如下:
(2)當(dāng)S2擲向a時,小燈泡正常發(fā)光,此時的電壓為小燈泡的額定電壓,即U額=2.5V,
當(dāng)S2擲向b端時,小燈泡仍然正常發(fā)光,此時小燈泡和電阻箱串聯(lián),電壓表測燈泡和電阻箱兩端的電壓,
(3)那么電阻箱兩端的電壓為UR=5.8V﹣2.5V=3.3V,
通過電阻箱的電流為IR=URR=3.3V6.6Ω=0.5A,
小燈泡的額定電流I額=IR=0.5A,
所以小燈泡的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)最大;(3)5.8;6.6;1.25。
32.【解答】解:(1)用電壓表測量小燈泡兩端的電壓,用電流表測量小燈泡的電流,根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率,所以本實驗的實驗原理是P=UI。
(2)實驗前應(yīng)將滑動變阻器R1的滑片P置于最大阻值處,滑動變阻器接入的是右半段,故滑動變阻器的滑片處于A端。
(3)小華檢查電路連接無誤后,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,接下來應(yīng)該觀察電流表是否有示數(shù),如果電流表有示數(shù)說明電路是通路,如果電流表無示數(shù)說明電路是斷路。
(4)①電壓表使用的0~3V量程,每一個大格代表1V,每一個小格代表0.1V,電壓為2.5V。
②如圖1,小華閉合開關(guān)S,將電壓表和電流表示數(shù)記錄在如表的序號1中。接著,先后將滑片P移到R1中間某處及另一端,將相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)分別記錄在如表序號2、3中?;瑒幼冏杵鱎1接入電路的電阻依次變小,分擔(dān)的電壓變小,電源電壓不變,故小燈泡兩端的電壓依次變大,故電壓表測量小燈泡兩端的電壓。
③如圖1,小燈泡和滑動變阻器R1串聯(lián)在電路中,電壓表測量小燈泡兩端的電壓,
序號1是滑動變阻器R1阻值最大時電壓表和電流表示數(shù),故電源電壓U=U1+UL=0.30A×R1+1.6V,
序號3是滑動變阻器R1阻值為零時電壓表和電流表示數(shù),故電源電壓U=4V,
根據(jù)電源電壓保持不變,故0.30A×R1+1.6V=4V,
故滑動變阻器R1的阻值為:R1=8Ω。
如圖2,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,移動R2滑片,使小燈泡正常發(fā)光,滑動變阻器R1、滑動變阻器R2和小燈泡串聯(lián)在電源上,電壓表測量滑動變阻器R1、滑動變阻器R2兩端的總電壓,
保持R1、R2滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,滑動變阻器R1、滑動變阻器R2和小燈泡串聯(lián)在電源上,電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓,此時電壓表示數(shù)為5V,則此時電路電流I=I1=U′1R1=5V8Ω=58A,
故小燈泡的額定功率:P=U額I=6V×58A=3.75W。
故電源電壓為:U'=U'1+IR2+U'L=5V+IR2+6V,
因為電源電壓有4V、6V、8V、10V、12V可選,故電源電壓是12V。
故答案為:(1)P=UI;(2)A;(3)電流表是否有示數(shù);(4)①2.5;②小燈泡;③12;3.75。
33.【解答】解:(1)電壓表測小燈泡的電壓,電流表測小燈泡的電流。圖中只有電流表還未連接完成,又小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω,所以其額定電流約為0.25A,故電流表選擇“0~0.6A”這個量程接入電路中,實物圖的連接方式如圖所示:
(2)閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表和電壓表均無示數(shù),說明電路中出現(xiàn)了斷路,而電壓表測的是小燈泡的電壓,當(dāng)小燈泡斷路時,電壓表的正負接線柱與電源兩極相連,電壓表測的是電源電壓,電壓表會有讀數(shù),所以不可能是小燈泡斷路,故選B;
(3)小燈泡的額定電壓為2.5V,根據(jù)圖乙可知,小燈泡正常工作時的電流為0.25A,所以其額定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(4)由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,所以U﹣I圖象不是直線。
故答案為:(1)如圖所示;(2)B;(3)0.625(4)溫度。
34.【解答】(1)測量小燈泡電功率時,電壓表與小燈泡并聯(lián),滑動變阻器的正確接法是一上一下;答案如下圖:
;
(2)電壓表、電流表均有示數(shù),說明電路通路,小燈泡不亮有可能功率太小,接下來應(yīng)該移動滑片,觀察燈泡是否發(fā)光;
(3)小燈泡兩端電壓為2.3V,要使小燈泡正常發(fā)光時,兩端電壓為2.5V,即增加燈泡兩端電壓,增大電路中電流,減小滑動變阻接入電路中的電阻,滑片應(yīng)向右滑動;
(4)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,由圖乙知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,故小燈泡的額定功率為P額=U額I額=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)小燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大,即隨著燈泡兩端的電壓的增大而增大,根據(jù)歐姆定律可知小燈泡的電阻從左向右依次是5Ω,6Ω、7.14Ω、8.33Ω、8.11Ω,所以最后一組數(shù)據(jù)有誤;
(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù),燈泡兩端電壓最小為1.0V,此時滑動變阻器接入電路的阻值最大,電壓為UR=U﹣UL=4.5V﹣1V=3.5V,此時電路中的電流為0.2A,滑動變阻器的阻值為R=URI=3.5V0.2A=17.5Ω;
(7)若不用電壓表,根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等的特點,應(yīng)讓小燈泡和定值電阻并聯(lián),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使通過定值電阻的電流I滿足R=2.5V,則此時小燈泡兩端電壓就是2.5V,所以題圖中最上邊框內(nèi)是小燈泡,左下框內(nèi)是定值電阻R,右下框內(nèi)是電流表,如下圖所示。閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,調(diào)節(jié)滑片,使電流表示I=UR=2.5V10Ω=0.25A,此時小燈泡兩端電壓就是2.5V,然后再閉合S1,斷開S2,讀出電流表的示I',則通過小燈泡的額定電流I﹣0.25A,則小燈泡額定功率P=2.5V×(I﹣0.25A)。
故答案為:(1)見解析;(2)移動滑片,觀察燈泡是否發(fā)光;(3)右;(4)0.75;(5)0.37;(6)17.5;(7)見解析
35.【解答】解:(1)根據(jù)電路圖可知,電流表串聯(lián)接入電路中,電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端,實物圖如圖所示:
;
(2)由圖丙可知,電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.3V,而額定電壓為2.5V,故應(yīng)使小燈泡兩端的電壓增大,則應(yīng)減小變阻器分得的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理,要減小變阻器連入電路中的電阻,即滑片向B移動,使電壓表示數(shù)為2.5V。
故答案為:(1)如圖;(2)2.3;B。
36.【解答】解:(1)兩只小燈泡的額定電流均為0.3A,所以電流表所用的是0~0.6A的量程;兩只小燈泡的額定電壓均不超過3V,所以電壓表所用的是0~3V的量程;電源由三個鉛蓄電池串聯(lián)而成,所以電源電壓為6V,大于兩只小燈泡的額定電壓。因此,為保護電路中的各個元件,需要將滑動變阻器的滑片移到最左端,使滑動變阻器連入電路的電阻最大。
(2)由圖乙可知,小燈泡兩端的電壓為2.5V,所以該小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)小燈泡的亮度是由其實際功率決定的,實際功率大的亮度大。在圖丙所示的電路中,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時,兩只小燈泡均正常發(fā)光,即此時兩個小燈泡的實際功率均等于其額定功率。額定電壓為3V的小燈泡的額定功率為P′=U′I=3V×0.3A=0.9W,額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率為P=0.75W。故更亮的燈L1是額定電壓為3V的小燈泡。
故答案為:(1)滑動變阻器的滑片沒有移到阻值最大處;(2)0.75;(3)3。
37.【解答】解:(1)為保護電路,連接電路時,開關(guān)要斷開,閉合開關(guān)前,滑片P應(yīng)處于連入阻值最大處;
因為燈正常發(fā)光時的電流約為:I=UR≈2.5V10Ω=0.25A,所以電流表應(yīng)選0~0.6A量程,所以圖中不符合實驗規(guī)范處有:①閉合開關(guān)前滑片P沒有處于阻值最大處;②電流表所選量程太大;
(2)由I﹣U圖象可得,小燈泡在額定電壓下的電流為0.25A,
則小燈泡的額定功率為:
P額=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W。
(3)根據(jù)I﹣U圖像知,小燈泡的電壓為0.5V時,電流為0.1A,由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律,此時實驗中所使用的滑動變阻器連入電路的電阻為:
R滑=U滑I=U?ULI=6V?0.5V0.1A=55Ω,故變阻器的規(guī)格可能為60Ω 1A,
故選C;
(4)丁圖中,將S2置于b,電流表沒有接入電路,將S2置于a,電流表測通過電阻箱中的電流,即無論S2置于a、b,燈的電流都不能測量,故不能使燈正常發(fā)光,不能測出燈泡額定功率;
丙圖中,將S2置于a,移動滑片,使電流表示數(shù)為I額,則燈正常發(fā)光;
保持滑片的位置不動,將S2置于b,調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕,使電流表的示數(shù)仍為I額,記下電阻箱連入電路中的電阻大小R箱,由等效替代法,則燈正常發(fā)光時的電阻等于R箱,則燈的額定功率:P=I額2R箱;
故選丙。
故答案為:(1)閉合開關(guān)前滑片P沒有處于阻值最大處;電流表所選量程太大;(2)0.625;(3)C;(4)丙。
38.【解答】解:(1)燈泡與滑動變阻器應(yīng)串聯(lián),電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端,燈泡的額定電壓為2.5V,則電壓表選用小量程;電流表選用小量程,實物電路圖如圖所示:
;
(2)在連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器滑片應(yīng)該移到連入電路阻值最大的位置;
(3)由圖乙知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,所以示數(shù)為0.3A;
根據(jù)歐姆定律可知,小燈泡的電阻為:R=ULIL=2.5V0.3A≈8.33Ω;
燈泡的額定功率為:P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)由圖象丙知,U﹣I圖像不是一條直線,隨著電壓的升高,電流變大,電壓的變化量要小于電流的變化量,則LED燈的電阻隨電壓的增大而減?。?br />
當(dāng)電壓為3V時,電流為24mA=0.024A,則P=UI=3V×0.024A=0.072W。
故答案為:(1)見上圖;(2)斷開;最大;(3)0.3;8.33;0.75;(4)減?。?.072。
39.【解答】解:(1)燈泡的額定電流約為I=UR=2.5V10Ω=0.25A,則電流表的量程為0~0.6A,
要使滑動變阻器連入電路時阻值最大,接線柱B必須接入電路中,用導(dǎo)線把電流表“0.6”接線柱與變阻器B接線柱連接即可,如下圖所示:
(2)為保護電路,電路連接時開關(guān)應(yīng)斷開;
閉合開關(guān)前,滑片置于阻值最大處,閉合開關(guān)后,電流表有示數(shù),說明電路是通路,電路不存在斷路,
滑動變阻器阻值全部接入電路,電路總電阻很大,電路電流很小,燈泡實際功率很小,可能不足以引起燈泡發(fā)光,
所以,下一步操作:移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光;
(3)由表格數(shù)據(jù)可知,燈泡兩端的電壓UL=2.5V時,通過的電流IL=0.30A,則燈泡的額定功率PL=ULIL=2.5V×0.30A=0.75W,
當(dāng)燈泡兩端電壓UL′=1.5V時,通過的電流IL′=0.22A,則燈泡的實際功率PL′=UL′IL′=1.5V×0.22A=0.33W,
由PL>PL′可知,當(dāng)小燈泡兩端電壓為1.5V時,小燈泡的亮度較暗;
【拓展】①燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=ULIL=2.5V0.30A≈8.3Ω,
圖乙中,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,燈泡兩端的電壓最大,
此時電路中的電流I大=URL+R0=6V8.3Ω+20Ω≈0.21A,
此時燈泡兩端的電壓UL″=I大RL=0.21A×8.3Ω≈1.8V<2.5V,
所以,燈泡兩端的電壓不能達到額定電壓;
②保持滑片位置不變,電壓表所接的b接點不動,只斷開a接點,改接到c接點上,會造成電壓表正負接線柱反接,不能測定值電阻R0兩端的電壓。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)斷開;移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光;(3)0.75;較暗;【拓展】①燈泡兩端的電壓不能達到額定電壓;②電壓表正、負接線柱接反了。
40.【解答】解:(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表的小量程應(yīng)并聯(lián)到小燈泡的右接線柱上,如圖所示:
(2)若電流表有示數(shù),說明電路可能短路;電壓表無示數(shù),說明與電壓表并聯(lián)的燈泡短路了;
(3)燈在額定電壓下正常發(fā)光,圖甲中電壓選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為0.5V,小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向右移動,直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V;
圖乙中電流表選用小量程,分度值為0.02A,此時電流大小為0.3A,則燈額定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)A、研究電流與電阻的關(guān)系,要控制電壓不變,改變定值電阻的大小,因只有一個電阻,故A不可探究;
B、研究電流與電壓關(guān)系時,要控制電阻大小不變,故在該試驗后把小燈泡換成一個定值電阻,還可探究電流與電壓的關(guān)系,故選B。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)小燈泡短路;(3)右;0.75;(4)B。
41.【解答】解:(1)在測量小燈泡的電功率的實驗中,電壓表與小燈泡并聯(lián),小燈泡的額定電壓為2.5V,故電壓表應(yīng)選小量程,如圖所示:
(2)為保護電路,閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片置于阻值最大位置B端;
(3)在完成第1次實驗后,電壓表示數(shù)為2V,則燈泡的電壓小于額定電壓,根據(jù)U=IR可知,要增大燈泡兩端的電壓,應(yīng)增大電路中的電流,減小電路中的電阻,即減小滑動變阻器接入電路的電阻,所以滑片應(yīng)向A端移動;
燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V;
電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,燈泡的額定電流I=0.32A;
燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(4)探究出導(dǎo)體中電流和導(dǎo)體兩端電壓成正比時要控制電阻大小不變,而燈絲電阻隨溫度的升高而增大,這種說法是錯誤的。
故答案為:(1)見解答;(2)B;(3)A;0.8;(4)錯誤;燈絲電阻隨溫度的升高而增大。
42.【解答】解:(1)為保護電路,閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大位置,而圖甲中,閉合開關(guān)前滑片沒有置于阻值最大位置;
(2)閉合開關(guān),燈泡不亮,且電壓表有示數(shù)、電流表示數(shù)始終為零,造成這種故障的原因是燈泡處斷路;
(3)由圖乙可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.42A,則小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.42A=1.05W;
(4)由圖知,電壓表與小燈泡并聯(lián),所測電壓較準(zhǔn)確,而電流表測通過小燈泡和電壓表的電流,所測電流偏大,由P=UI可知所測小燈泡的額定功率與真實值相比偏大。
故答案為:(1)滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置;(2)燈泡處斷路;(3)1.05;(4)偏大。
43.【解答】解:(1)電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)接入電路,滑動變阻器應(yīng)選一上一下兩個接線柱接入電路,滑片P向A端移動時燈泡發(fā)光變亮,則滑片向A端移動時接入電路的電阻變小,如圖:
;
(2)連接電路前應(yīng)斷開開關(guān),閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,緩慢移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化但電壓表無示數(shù),說明電壓表與導(dǎo)線并聯(lián),即與電壓表并聯(lián)部分電路短路,故此故障的原因可能是燈泡短路;
(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時,由串聯(lián)電路分壓原理可知,滑動變阻器接入電路的電阻較大,所以應(yīng)將滑片向A端移動,使滑動變阻器接入電路的電阻變小,由乙可知電流表接入電路的量程我0~0.6A,每一大格表示0.2A,每一小格表示0.02A,所以電流表的示數(shù)為0.28A,所以燈泡的額定電功率為:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W,細心的小楊通過分析數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)通過小燈泡的電流與兩端的電壓不成正比,其原因可能是燈泡電阻受溫度影響很大;
(4)探究電流跟電阻的關(guān)系時,要保持定值電阻兩端的電壓不變,由圖丙知,當(dāng)接入5Ω電阻時,電阻中的電流為0.6A,電阻兩端的電壓:UV=IR=0.6A×5Ω=3V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=9V﹣3V=6V,變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的6V3V=2倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入25Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=2×25Ω=50Ω,故為了完成整個實驗,小明選用的滑動變阻器最大阻值至少為50Ω;
由表格數(shù)據(jù)可知當(dāng)通過電路的電流最小為0.16A時,滑動變阻器接入電路的電阻最大,此時燈泡兩端的電壓為0.5V,此時滑動變阻器兩端的電壓為:UH=U﹣UL1=9V﹣0.5V=8.5V,
此時滑動變阻器接入電路的電阻:RH=UHI=8.5V0.16A=53.125Ω,所以滑動變阻器的最大阻值大于53Ω,
故選:C。
故答案為:(1)見上圖;(2)開關(guān);短路;(3)A;0.7;燈泡電阻受溫度影響很大;(4)C。
44.【解答】解:(1)如圖,滑動變阻器右半段接入電路,當(dāng)滑片處于A端時,滑動變阻器接入電路電阻最大,電路電流最小,滑動變阻器起保護電路作用。
(2)如乙圖,電壓表使用0~3V的量程,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V,讀圖可知電壓表示數(shù)是1.8V,小燈泡額定電壓是2.5V,測量小燈泡的額定功率,使小燈泡兩端的電壓為額定電壓,所以要增大小燈泡兩端的電壓,減小滑動變阻器兩端的電壓,使滑動變阻器接入電路的電阻減小,故滑片向B端移動。
(3)由圖像知,小燈泡的額定電壓是2.5V,額定電流是0.5A,所以小燈泡的額定功率:P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W。
由圖像知,小燈泡兩端的電壓為0.5V、1.5V、2.5V時,小燈泡中的電流分別為0.2A、0.4A、0.5A,
根據(jù)歐姆電流得,小燈泡的電阻分別為:R=UI=0.5V0.2A=2.5Ω,R'=U′I′=1.5V0.4A=3.75Ω,R''=U″I″=2.5V0.5A=5Ω,
由計算知,小燈泡兩端的電壓增大時,小燈泡的電阻也增大,故小燈泡的電阻隨其兩端電壓的增大而增大。
(4)閉合開關(guān)S、S1,電壓表測量小燈泡兩端的電壓,移動滑片P使電壓表的示數(shù)為U1,即小燈泡兩端的電壓是U1,
保持滑片P位置不動,只斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,電壓表測量小燈泡和定值電阻兩端的電壓,記下電壓表的示數(shù)為U2,
定值電阻兩端的電壓是U0=U2﹣U1,
定值電阻中的電流I0=U0R0=U2?U1R0,
定值電阻和小燈泡串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,則小燈泡中的電流是I=I0=U2?U1R0,
小燈泡的功率:P=UI=U1?U2?U1R0。
故答案為:(1)A;(2)B;(3)1.25;小燈泡的電阻隨其兩端電壓的增大而增大;(4)U1?U2?U1R0。
45.【解答】解:(1)滑動變阻器應(yīng)選擇一上一下兩個接線柱串聯(lián)接入電路,要求滑片向A端移動燈泡變亮,說明電路中電流變大,則滑片向A端移動接入電路的電阻變小,如圖:;
(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大處,所以先把滑動變阻器的滑片P移到B端,閉合開關(guān)S,小兵發(fā)現(xiàn)L1不發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則電壓表與導(dǎo)線并聯(lián)接入電路,即與電壓表并聯(lián)部分短路,所以電路的故障可能是L1短路;
(3)燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,電壓表測燈泡兩端的電壓,
排除故障后,按實驗規(guī)范操作,剛閉合開關(guān)S時,電壓表示數(shù)為1V,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,滑動變阻器兩端的電壓為:UR=U﹣UL=6V﹣1V=5V,
電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表接入電路的量程為0~0.6A,由圖可知通過電路的電流為0.2A,
此時滑動變阻器接入電路最大阻值,由歐姆定律可得滑動變阻器的最大阻值為:R=URI=5V0.2A=25Ω,
由表格可知燈泡正常發(fā)光時,其兩端的電壓為2.5V,通過燈泡的電流為0.3A,則燈泡正常發(fā)光時的電功率:P=U1I1=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,滑動變阻器兩端的電壓為:UR′=U﹣U2=6V﹣3.8V=2.2V,
把電壓表改接到滑動變阻器兩端,只需調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為2.2V,L2就會正常發(fā)光;
(5)小兵根據(jù)新方案連好電路,按實驗規(guī)范操作,剛閉合開關(guān)S時,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)超過了量程,立即斷開開關(guān)思考解決辦法,請你對此說出一種合理的解決辦法:換一個大量程電壓表。
故答案為:(1)見上圖;(2)B;短路;(3)0.2;25;0.75;(4)2.2;(5)換一個大量程電壓表。
46.【解答】解:(1)由實物圖可知:燈泡、定值電阻R0、電流表A2、滑動變阻器之間的導(dǎo)線沒有連接,實物圖連接如下圖所示:
(2)根據(jù)電路圖可知:燈泡L與R0并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián),電流表A1測量R0的電流,電流表A2測量干路電流,
所以,通過R0的電流:I0=I1,干路電流:I=I2,
由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,則根據(jù)I=UR可知,燈泡兩端電壓:
UL=U0=I0R0=I1R0;
由并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知,流過小燈泡的電流為:IL=I﹣I0=I2﹣I1;
(3)實驗時,閉合開關(guān)前,將滑動變阻器滑片移至阻值最大處,即滑動變阻器的最右端;
由表中數(shù)據(jù)可知,I1=144mA=0.144A時,I2=424mA=0.424A;
由并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知,流過小燈泡的電流為:IL=I2﹣I1=0.424A﹣0.144A=0.28A,
根據(jù)I=UR可知,燈泡兩端電壓:UL=I1R0=0.144A×20Ω=2.88V,
則小燈泡的實際功率為:PL=ULIL=2.88V×0.28A≈0.8W;
(4)為了能夠測量小燈泡的額定功率,則燈泡兩端的電壓至少要達到額定電壓U額=3.6V,而電流表A1不能超過其量程:IA1=200mA=0.2A,
根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點可知:Ux=U額=3.6V,
由I=UR可得:Rx=UxIA1=3.6V0.2A=18Ω,
為了能夠測量小燈泡的額定功率所用電阻Rx的阻值不能小于18Ω。
故答案為:(1)如上圖;(2)I1R0;I2﹣I1;(3)右;0.8;(4)18。
47.【解答】解:(1)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流大約為:I=ULRL=2.5V12Ω≈0.2A,滑動變阻器的阻值:R滑=U滑I=6V?2.5V0.2A=17.5Ω,R2最大阻值太小,所以應(yīng)選擇R1;
(2)原電路中,燈泡與電流表并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的,為了測量燈泡的額定功率,應(yīng)讓電流表與燈泡串聯(lián),電壓表與燈泡并聯(lián),改正后如下所示:
;
(3)燈在額定電壓下正常發(fā)光,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.2V,所以,應(yīng)增加燈兩端的電壓減小滑動變阻器的電壓,根據(jù)分壓原理,就要減小變阻器連入電路中的電阻,所以,應(yīng)將滑片P向A端移到合適位置,讀出電流表示數(shù),即可算出小燈泡的額定功率;
(4)由U﹣I圖象可知,當(dāng)U額=2.5V時,I額=0.2A,所以小燈泡的額電功率P額=U額I額=2.5V×0.2A=0.5W;
在該過程中,燈泡中的電壓越小,電流越小,由P=UI知小燈泡的實際功率隨實際電壓的降低而減小;
(5)①閉合開關(guān)S1和S3,斷開S2,并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U額=2.5V;此時L、R和變阻器串聯(lián),電壓表測燈泡兩端電壓,故燈泡正常發(fā)光;
②閉合開關(guān)S2,斷開S1,保持滑動變阻器滑片P不動,讀出此時電壓表示數(shù)為U,電路的連接方式?jīng)]有發(fā)生變化,電壓表測L與R的總電壓,所以IL=IR=U?2.5VR0,
③小燈泡額定功率的表達式P額=U額IL=2.5V(U?2.5V)R0。
故答案為:(1)R1;(2)如上圖;(3)1.2;A;(4)0.5;減??;(5)①使電壓表示數(shù)為U額=2.5V;②閉合開關(guān)S2,斷開S1;③2.5V(U?2.5V)R0。
48.【解答】解:(1)連接電路時,開關(guān)要處于斷開狀態(tài),滑動變阻器的滑片位于最大阻值處;電路中最大電流約:I=PLUL=1.2W3.8V≈0.32A;故電流表使用0~0.6A量程即可;
(2)要求滑片P向左移動時,電流表的示數(shù)變大,即電阻變小,故變阻器左下接線柱C連入電路中,電流表串聯(lián)在電路中,如下所示:
(3)由圖像可知,當(dāng)溫度升高時,電壓的變化量比電流的變化量大,根據(jù)R=△U△I可知,燈絲電阻隨溫度的升高而增大;
將該小燈泡與一定值電阻R串聯(lián),串聯(lián)電路各處電流相等,由圖丙可知,電流I=0.3A時,燈泡兩端的電壓和電阻兩端的電壓之和等于6V,而串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和。
則電路中的總功率P總=UI=6V×0.3A=1.8W。
故答案為:(1)斷開;0~0.6A;(2)見上圖;(3)增大;1.8。
49.【解答】解:由題意可知,滑片P從最大阻值開始,移動到一個位置小燈正常發(fā)光,則滑動變阻器接入電路中的電阻變小,此過程中電壓表向左偏轉(zhuǎn)六格,即電壓表的示數(shù)變小,所以,電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端;
因一開始指的是11V或2.8V,
所以,若電壓表的示數(shù)為11V,則電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)為11V﹣0.5V×6=8V,
若電壓表的示數(shù)為2.8V,則電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)為2.8V﹣0.1V×6=2.2V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,即U=UL+U滑,
所以,燈泡正常發(fā)光時電源的電壓可能為10.2V、11.8V、4.4V、6V,
由電源電壓為2V整數(shù)倍可知,電源的電壓U=6V,
則閉合開關(guān)時電壓表的示數(shù)為2.8V,小燈泡正常發(fā)光時的電壓為3.8V,小燈額定功率PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W。
答:①當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時,小燈正常發(fā)光;
②電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端;
③閉合開關(guān)時電壓表讀數(shù)為2.8V;
④小燈泡額定功率為1.14W。
二.探究用電器的電功率實驗(共2小題)
50.【解答】解:A、甲圖中兩燈串聯(lián),串聯(lián)電路中電流相等,燈泡消耗的實際電功率P=UI=I2R,因為RA<RB,所以PA<PB,因此甲燈泡比乙燈泡暗,故A錯誤;
B、甲圖中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,滑動變阻器的接入電阻變大,電路中的總電阻變大,電路中的電流變小,根據(jù)P=I2R可知,每個小燈泡消耗的電功率變小,兩個燈泡的亮度都變暗,故B錯誤;
C、乙圖中兩燈并聯(lián),所以兩燈泡兩端的電壓相等,燈泡消耗的實際電功率P=UI=U2R,因為RA<RB,所以PA>PB,因此甲燈泡比乙燈泡亮,故C正確;
D、乙圖中滑動變阻器接在干路上,當(dāng)滑片向左滑動時,變阻器接入電阻變大,根據(jù)分壓原理,變阻器兩端分得的電壓變大,兩燈泡兩端的電壓變小,根據(jù)P=U2R可知,燈泡的實際電功率變小,兩個燈泡亮度都變暗,故D錯誤。
故選:C。
51.【解答】解:(1)由圖知電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端,所以電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓;
(2)由圖知電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端,當(dāng)電流表的示數(shù)減小時,由I=UR知在電壓一定時電路的電阻增大,所以將滑動變阻器滑片向右移動;
(3)表格中第5次的功率值為:
P=UI=7.50V×1.50A=11.25W;
(4)只通過一次實驗不能探究得出可靠的實驗結(jié)論,需要多次測量找普遍規(guī)律。
故答案為:(1)滑動變阻器;(2)右;(3)11.25;(4)不可靠、只通過一次實驗不能探究得出可靠的實驗結(jié)論,需要多次測量找普遍規(guī)律。
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